杂原子掺杂钛酸锂基负极材料的制备及其电化学性能研究
发布时间：2021-01-12 08:35
钛酸锂(Li4Ti5O12)作为一种结构稳定的尖晶石型锂电池负极材料,由于它在电化学反应过程中具有结构零应变的优点,从而成为了当下研究最热门的材料之一。然而,因为自身较低的本征电导率和较低的锂离子扩散系数,所以限制了其在高倍率、长寿命动力型锂电池领域的应用。本文采用了易于操作的一步水热法及后续的热处理过程,分别制备了铈或镧掺杂钛酸锂纳米片和在氨气气氛下烧结得到的含有大量晶界和缺陷的Li4Ti5O12/Anatase/Rutile三相纳米复合物等一系列杂原子掺杂钛酸锂基锂电池负极材料,并采用了不同的表征技术和电化学分析手段研究了杂原子以及辅助相对钛酸锂材料电化学性能的影响因素,其主要研究内容如下:以四丁基钛酸酯为钛源,LiOH·H2O为锂源,以CeCl3·7H2O或LaCl3·7H2O为添加剂,通过水热法制备了铈或镧掺杂LTO纳米片。将所制备材料作为...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池工作原理示意图
覆导电剂等措施去对钛酸锂负极材料进行改性以提升其电化大量的研究结果中分析出，对钛酸锂负极材料进行改性可以性能。未来钛酸锂有希望发展成为锂电池核心负极材料[22, 23]锂负极材料的晶体结构和基本性质 Li4Ti5O12（或写成 Li1.33Ti1.67O4，Li4/3Ti5/3O4或者[Li]8a[Li1/3Ti5/3家族中的重要成员之一，Deschanvres[24]等在 1971 年首先对构进行了详尽的分析，Kataoka[25]等使用四角衍射仪对由 LiCl5O12单晶进行了分析，发现其晶胞参数 a 介于 8.352 与 8.370 12中的 Li+单独占据着四面体 8a 的位置，而八面体 16d 处的位 5/6 的 Ti4+占据，剩下的处于 32e 的位点则被 O 原子占据，上成了 CCP 型晶体结构。另外一半的八面体阳离子位点在 CC所有四面体 8b 处和 48f 阳离子位点被空了出来，因此可以成为，其晶体结构如图 1-2 所示。
第 3 章 铈或镧掺杂钛酸锂纳米片复合物的制备及其储锂性能研究衍射图谱，再通过 jade-XRD 分析软件进一步验证了该图 PDF 卡片 (JCPDS NO.72-426) 近似吻合。与此同时，我们还 掺杂 LTO 和 Ce 掺杂 LTO 中的 Li4Ti5O12含量进行了计算含量约占 95%。稀土元素 Ce 和 La 掺杂进入到 LTO 晶格以后左偏移。其实验结果可以由图 3-1 中的插图看到，即 La 掺杂衍射峰均发生了向左移动。这是因为 Ti4+半径小于 La3+和 Ce3++引入到 LTO 晶格以后会占据部分 Ti 原子的位置而形成 Li4TO12型固溶体，从而使晶面间距变大[59, 60]。再依据布拉格方程11) 晶面衍射角峰发生向左偏移，这也与实验结果相吻合。
【参考文献】：
期刊论文
[1]A designed core-shell structural composite of lithium terephthalate coating on Li4Ti5O12 as anode for lithium ion batteries[J]. Yong Yan,Liubin Ben,Yuanjie Zhan,Yanyan Liu,Yi Jin,Suijun Wang,Xuejie Huang. Progress in Natural Science:Materials International. 2016(04)
本文编号：2972516
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池工作原理示意图
覆导电剂等措施去对钛酸锂负极材料进行改性以提升其电化大量的研究结果中分析出，对钛酸锂负极材料进行改性可以性能。未来钛酸锂有希望发展成为锂电池核心负极材料[22, 23]锂负极材料的晶体结构和基本性质 Li4Ti5O12（或写成 Li1.33Ti1.67O4，Li4/3Ti5/3O4或者[Li]8a[Li1/3Ti5/3家族中的重要成员之一，Deschanvres[24]等在 1971 年首先对构进行了详尽的分析，Kataoka[25]等使用四角衍射仪对由 LiCl5O12单晶进行了分析，发现其晶胞参数 a 介于 8.352 与 8.370 12中的 Li+单独占据着四面体 8a 的位置，而八面体 16d 处的位 5/6 的 Ti4+占据，剩下的处于 32e 的位点则被 O 原子占据，上成了 CCP 型晶体结构。另外一半的八面体阳离子位点在 CC所有四面体 8b 处和 48f 阳离子位点被空了出来，因此可以成为，其晶体结构如图 1-2 所示。
第 3 章 铈或镧掺杂钛酸锂纳米片复合物的制备及其储锂性能研究衍射图谱，再通过 jade-XRD 分析软件进一步验证了该图 PDF 卡片 (JCPDS NO.72-426) 近似吻合。与此同时，我们还 掺杂 LTO 和 Ce 掺杂 LTO 中的 Li4Ti5O12含量进行了计算含量约占 95%。稀土元素 Ce 和 La 掺杂进入到 LTO 晶格以后左偏移。其实验结果可以由图 3-1 中的插图看到，即 La 掺杂衍射峰均发生了向左移动。这是因为 Ti4+半径小于 La3+和 Ce3++引入到 LTO 晶格以后会占据部分 Ti 原子的位置而形成 Li4TO12型固溶体，从而使晶面间距变大[59, 60]。再依据布拉格方程11) 晶面衍射角峰发生向左偏移，这也与实验结果相吻合。
【参考文献】：
期刊论文
[1]A designed core-shell structural composite of lithium terephthalate coating on Li4Ti5O12 as anode for lithium ion batteries[J]. Yong Yan,Liubin Ben,Yuanjie Zhan,Yanyan Liu,Yi Jin,Suijun Wang,Xuejie Huang. Progress in Natural Science:Materials International. 2016(04)
本文编号：2972516
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/2972516.html
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