氧缺位型钛酸锂的制备及其电化学性能研究

发布时间：2021-05-19 05:53

　　钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)最近作为高功率LIBs潜在负极材料引起了极大的关注,因为它具有几个突出的特性,包括平坦的充/放电平台（约1.55 V vs.Li/Li⁺）,由于两相锂插入/脱出机制和形成SEI和树枝状锂的机会最小,显着增强了高速率和安全性的潜力。此外,在锂插入和脱出过程中几乎没有体积变化,确保了高循环稳定性和长使用寿命。然而,Li₄Ti₅O₁₂的电子电导率相对较低,导致极化损失大,循环速率更高,倍率性能差。本文采用了不同的方法制备了氧缺位型Li₄Ti₅O₁₂,改善了Li₄Ti₅O₁₂的电子传导速率和电化学性能。以柠檬酸为有机碳源,采用高温固相法制备得到Li₄Ti₅O₁₂/C复合负极材料。柠檬酸热分解产生的气体促进了原料中Li

【文章来源】：昆明理工大学云南省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池简介
        1.2.1 锂离子电池的结构
        1.2.2 锂离子电池的工作原理
    1.3 锂离子电池负极材料
        1.3.1 金属锂
        1.3.2 碳负极材料
        1.3.3 合金类负极材料
        1.3.4 过渡态金属氧化物负极材料
    1.4 Li_4Ti_5O_(12)负极材料
        1.4.1 Li_4Ti_5O_(12)的结构特性
        1.4.2 Li_4Ti_5O_(12)的制备方法
        1.4.3 Li_4Ti_5O_(12)的改性
        1.4.4 氧缺位型Li_4Ti_5O_(12)-x的研究进展
    1.5 本文研究意义及内容
        1.5.1 选题背景及研究意义
        1.5.2 论文研究内容
        1.5.3 创新点
第二章 实验部分
    2.1 实验原料及设备
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 主要实验仪器及设备
    2.2 钛酸锂负极材料的制备
    2.3 电池的组装
        2.3.1 电池极片的制作
        2.3.2 扣式电池的组装
    2.4 材料的结构和形貌表征
        2.4.1 X射线衍射(XRD)
        2.4.2 扫描电镜(SEM)
        2.4.3 X射线光电子能谱(XPS)
        2.4.4 热重分析(TG/DSC)
        2.4.5 气相色谱(GC)
        2.4.6 拉曼光谱(Raman spectra)
        2.4.7 紫外吸收光谱(UV-visible spectrophotometer)
        2.4.8 电子顺磁共振(EPR)
    2.5 材料的电化学性能测试
第三章 氧缺位型Li_4Ti_5O_(12)-x/C的合成与性能研究
    3.1 引言
    3.2 氧缺位型Li_4Ti_5O_(12)-x/C复合材料的制备
    3.3 有机碳源柠檬酸的热分解机理
    3.4 不同柠檬酸添加量对Li_4Ti_5O_(12)-x/C的影响
        3.4.1 结构及形貌的影响
        3.4.2 电化学性能的影响
    3.5 氧缺陷对Li_4Ti_5O_(12)-x/C性能的影响
        3.5.1 材料中氧缺陷的鉴定
        3.5.2 氧缺陷对材料电化学性能的影响
    3.6 本章小结
第四章 还原气氛下制备氧缺位型Li_4Ti_5O_(12)-x的性能研究
    4.1 引言
    4.2 材料制备
    4.3 不同气流量对材料性能的影响
        4.3.1 形貌及结构的影响
        4.3.2 电化学性能的影响
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录A:发表论文及参与基金


【参考文献】：
期刊论文
[1]电极材料Li4Ti5O12的研究进展[J]. 王小娟,李新海,伍凌,王志兴.  电池工业. 2009(06)
[2]锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的研究进展[J]. 王辰云,华宁,康雪雅,韩英.  电子元件与材料. 2009(12)
[3]锂离子二次电池电极材料的研究进展[J]. 陈军,陶占良,袁华堂.  电源技术. 2007(12)
[4]锂离子电池合金负极材料的研究进展[J]. 王小东,李雪鹏,孙占波,宋晓平.  电池. 2007(02)
[5]低温CoCl2催化热处理中间相炭微球用作锂离子电池负极材料[J]. 张永刚,王成扬,闫裴.  新型炭材料. 2007(01)
[6]金属Al作为锂离子二次电池负极材料的制备和机理研究[J]. 卢普涛,谢维,苏玉长.  矿冶工程. 2005(06)
[7]锂离子电池[J]. 杨绍斌,胡浩权.  辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2000(06)



本文编号：3195244