钛酸锂负极的相分离机制
发布时间：2020-12-17 17:40
尖晶石钛酸锂(Li4Ti5O12)作为锂离子电池负极材料具有长寿命、高稳定性的特点,是高功率锂离子电池的理想选择,对发展电动汽车以及智能电网有重要意义.结合球差校正透射电镜（STEM）、电子能量损失谱（EELS）和理论计算,在原子尺度观测到了尖晶石钛酸锂(Li4Ti5O12)的结构,实现了对脱嵌锂过程的直接观测与表征.在锂化过程中,出现一个近似理想的异质界面(Li4Ti5O12/Li7Ti5O12),界面两侧Ti离子呈不同价态分布(Ti3+/Ti4+).而随着锂离子在材料中的嵌入和脱出,TiO6八面体里面的Ti—O键会产生相应的收缩或拉伸（"呼吸"模型）,而这种键长的变化直接导致材料在不同区域的电子电导率产生质的变化(由绝缘体的Li4Ti<...
【文章来源】：华南师范大学学报(自然科学版). 2020年04期 北大核心
【文章页数】：16 页
【部分图文】：
C/20电流下的充放电曲线[3]
钛酸锂两相界面形成的双电层[28]
1971年，DESCHANVRES等[8]最早测定了尖晶石钛酸锂的晶体结构，空间点群为Fd3-m(227)，晶格常数a=0.835 95 nm．晶格中O占据32e位点，按立方密堆积排列;总数3/4的Li占据四面体8a位点;Ti和余下的Li以原子比5∶1随机占据在八面体16d位点;余下的16c、48f等位点为空位，为Li的输运提供可能的通道，因此Li4Ti5O12常被描述为[Li3]8 aV16 c[Ti5Li]16 d[O12]32 e(V为空位)[9-10](图1).COLBOW等[11]在1989年将Li4Ti5O12应用于锂离子电池，发现它具有理想的充放电平台和良好的循环稳定性．目前认为，Li4Ti5O12通过一个可逆的两相反应进行储能，当外界的Li嵌入时将优先占据八面体16c位点，同时原先8a位点的Li也迁移到邻近16c位点，Ti的价态发生变化，进行电荷补偿，转化为岩盐结构的Li7Ti5O12，相变后保持相同的结构框架[Ti5Li]16 d[O12]32 e，晶格常数a=0.835 38nm[12]．具体反应方程式为:
【参考文献】：
期刊论文
[1]Li-ion battery material under high pressure:amorphization and enhanced conductivity of Li4Ti5O12[J]. Yanwei Huang,Yu He,Howard Sheng,Xia Lu,Haini Dong,Sudeshna Samanta,Hongliang Dong,Xifeng Li,Duck Young Kim,Ho-kwang Mao,Yuzi Liu,Heping Li,Hong Li,Lin Wang. National Science Review. 2019(02)
[2]锂电池基础科学问题(Ⅵ)——离子在固体中的输运[J]. 郑浩,高健,王少飞,李泓. 储能科学与技术. 2013(06)
[3]锂电池基础科学问题(Ⅱ)——电池材料缺陷化学[J]. 卢侠,李泓. 储能科学与技术. 2013(02)
本文编号：2922418
【文章来源】：华南师范大学学报(自然科学版). 2020年04期 北大核心
【文章页数】：16 页
【部分图文】：
C/20电流下的充放电曲线[3]
钛酸锂两相界面形成的双电层[28]
1971年，DESCHANVRES等[8]最早测定了尖晶石钛酸锂的晶体结构，空间点群为Fd3-m(227)，晶格常数a=0.835 95 nm．晶格中O占据32e位点，按立方密堆积排列;总数3/4的Li占据四面体8a位点;Ti和余下的Li以原子比5∶1随机占据在八面体16d位点;余下的16c、48f等位点为空位，为Li的输运提供可能的通道，因此Li4Ti5O12常被描述为[Li3]8 aV16 c[Ti5Li]16 d[O12]32 e(V为空位)[9-10](图1).COLBOW等[11]在1989年将Li4Ti5O12应用于锂离子电池，发现它具有理想的充放电平台和良好的循环稳定性．目前认为，Li4Ti5O12通过一个可逆的两相反应进行储能，当外界的Li嵌入时将优先占据八面体16c位点，同时原先8a位点的Li也迁移到邻近16c位点，Ti的价态发生变化，进行电荷补偿，转化为岩盐结构的Li7Ti5O12，相变后保持相同的结构框架[Ti5Li]16 d[O12]32 e，晶格常数a=0.835 38nm[12]．具体反应方程式为:
【参考文献】：
期刊论文
[1]Li-ion battery material under high pressure:amorphization and enhanced conductivity of Li4Ti5O12[J]. Yanwei Huang,Yu He,Howard Sheng,Xia Lu,Haini Dong,Sudeshna Samanta,Hongliang Dong,Xifeng Li,Duck Young Kim,Ho-kwang Mao,Yuzi Liu,Heping Li,Hong Li,Lin Wang. National Science Review. 2019(02)
[2]锂电池基础科学问题(Ⅵ)——离子在固体中的输运[J]. 郑浩,高健,王少飞,李泓. 储能科学与技术. 2013(06)
[3]锂电池基础科学问题(Ⅱ)——电池材料缺陷化学[J]. 卢侠,李泓. 储能科学与技术. 2013(02)
本文编号：2922418
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/2922418.html
教材专著
