高功率Li4Ti5O12电极材料的制备及电化学性质

摘要

为改善钛酸锂电极的电化学性能，本课题组在过去几年里在纳微多孔结构、碳包覆钛酸锂及其适配电解液等方面进行了研究(1)以商业化Ti02纳米粉为原料，采用湿化学法可控制备多级孔道纳微球形钛酸锂，纳米构筑单元减小了离子和电子的扩散路径，多级孔道结构增加了电极与电解液的接触面积，有利于离子的快速传输，具有较高的振实密度和体积比能量密度。(2)进一步在特殊碳材料上原位可控生长Li4Ti5O12，制备了具有高电子和离子导通能力的新型复合材料。(3)在热处理湿化学法制备的Li4Ti5O12前驱体时，引入氢气，把Li4Ti5O12表面部分不导电的Ti4+还原为Ti3+，有效提高了材料的导电性和储锂性能。(4)通过研究溶剂组合及添加剂含量，发现在EC/DMC/EMC体系中加入0.5%的PA时，可使电池具有最好的循环性能和最小的膨胀率，加入量过多或过少都会导致电池鼓胀及循环性能恶化;在PA,VA的不同位置引入-CF3,-F等基团后，对LMO-LTO电池的循环和鼓胀等性能都具有明显的改善作用，且-CF3取代时，电池的倍率及循环性能最好，厚度变化率最小，适合用作LMO-LTO电池添加剂。