固态电解质改性钛酸锂负极材料的制备及其电化学性能

发布时间：2021-08-20 23:12

　　能源对科学和技术的发展至关重要,但是由于人类长期过度使用化石类燃料,可用资源已经极度匮乏,而锂离子电池的发展和应用是目前解决能源危机的方法之一。锂离子电池因其具有较大的能量密度,较高的输出电压以及对环境友好而得到了人们的青睐。但是目前的锂离子电池负极材料（主要是碳材料）已经不能满足很多能源领域的需求,尤其是电动汽车和混合动力汽车领域。开发新的负极材料或者对现有负极材料改性则成为改善锂离子电池电化学性能很好的途径。本文采用不同的固态电解质对钛酸锂负极材料进行了改性,并对改性钛酸锂负极材料的电化学性能进行研究。主要研究内容如下:（1）利用Li2ZrO3与Li4Ti5O12复合,并在Li4Ti5O12表面实现Zr4+掺杂改性,同时提高了Li4Ti5O12的电子和离子电导率。通过对比实验,当Li2ZrO3与Li4Ti5O12质量比是0.009、烧结温度为750 ℃时,产物表现出优异的倍率性能和长循环稳定性。在100、200、400、800和1600mA/g电流密度下的可逆比容量分别是155.3、149.6、145.4、139.6 和 130.2 mAh/g,而在 500 mA/g 电流密度下,... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

LlaT15}12的晶体结构(37JFigure1.2ThecrystalstructureofLiaTisOta+}.

图３．３?（ａ）?ＺＬ２的ＸＲＤ图

图３．４?ＰＬ、ＺＬ１、ＺＬ２和ＺＬ３的拉曼谱。??Ｆｉｇｕｒｅ?３．４?Ｒａｍａｎ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?ＰＬ，?ＺＬ１，?ＺＬ２?ａｎｄ?ＺＬ３．??ＬＴＯ表面Ｚｒ４＋掺杂，可以通过拉曼光谱（图３．４）进一步证明。由图可知，ＬＴＯ??中存在５个主要拉曼振动峰，位置分别在２２８、２５５、３４１、４２４和６７７?ｃｎｆ１位置??处，与尖晶石ＬＴＯ（Ａｌｇ?＋?Ｅｇ?＋?３Ｆ２ｇ）十分吻合［５７’８４］。２２８、４２４和６７７?〇１＾分别是??Ｏ－Ｔｉ－Ｏ、Ｌｉ－０（Ｌｉ０４）和Ｔｉ－０（Ｔｉ０６）的振动峰。四个样品的５个振动峰虽然基本相??似，但是复合１＾２２１＂０３的１＾０峰位置有轻微红移现象。对于ＺＬ２来说，Ｌｉ－０振??动峰偏移至４２２?ｃｍ—１，同时，Ｔｉ－０键也偏移至６６７?ｃｍ＇１处，出现偏移的原因是离??子尺寸变化导致了晶格常数的增加［８５］，从而进一步说明了经过掺杂以后，Ｚｒ４＋取??代了?８ａ位置的Ｌｉ＋以及１６ｄ位置的Ｔｉ４＋。由于Ｔｉ－０键移动幅度大于Ｌｉ－０键，也??就说明Ｚｒ４＋取代１６ｄ位置的Ｔｉ４＋多于８ａ位置的Ｌｉ＋。同时，复合Ｌｉ２Ｚｒ〇３的ＬＴＯ??在１３７?ｃｎｆ１位置


本文编号：3354389