锂离子电池负极材料——钛酸锂的研究

摘要

具有尖晶石结构的Li4Ti5O12因其合适的嵌锂电位和稳定的循环性能以及资源丰富、清洁环保等优点在锂离子电池的负极活性材料方面得到了应用.本实验研究了Li4Ti5O12的性能及其合成工艺.以不同的钛源(锐钛矿型TiO2、金红石型TiO2、无定形TiO2)和不同的锂源(Li2CO3、LiOH·H2O),采用高温固相合成法,在不同的温度下合成Li4Ti5O12,研究了Li4Ti5O12的合成工艺条件.经充放电测试、XRD等测试手段发现,在900°C下以锐钛矿型TiO2和Li2CO3为原料合成的Li4Ti5O12具有良好的电化学性能,其首次放电容量甚至能超过理论容量,循环性能良好,电压平台平稳.此外,该Li4Ti5O12材料在Li+嵌入和脱出的过程中,晶型不发生改变,为结晶完整的纯Li4Ti5O12相.