锂离子电池用二氧化钛负极材料的制备研究

摘要

锂离子电池由于具有能量密度大、功率密度高、自放电率小、循环寿命长、无记忆效应、体积及质量比能量高、使用温度范围广、环境友好等诸多优点已逐渐在移动通信，手机，笔记本电脑等电子设备中得到了广泛的应用。二氧化钛由于具有较高的工作电压（1.7V vs. Li/Li+）及良好的结构稳定性，引起了人们的关注。本文以二氧化钛为研究对象制备出了系列材料，采用XRD，SEM， BET，XPS等测试方法对该系列材料进行了表面形貌和结构的表征，并且将其作为负极材料组装成电池，测试其电化学性能。主要的研究内容如下：
　　首先，以三氯化钛为钛源，乙二醇为溶剂，通过溶剂热法合成 TiO2-B。测试结果表明：TiO2-B较锐钛矿具有更加优异的循环稳定性和良好的倍率性能。在5C电流密度下，放电比容量基本维持在147.5mAhg-1左右不衰减。
　　其次，以钛酸丁酯为钛源，溶剂(乙酸乙酯、乙酸、异丙醇)为生长助剂，通过溶剂热法合成不同形貌的二氧化钛。测试结果表明：样品的循环稳定性较差，在5C倍率下循环100次后，放电比容量分别为22.1，25.7，40mAhg-1。
　　最后，采用简单的一步溶剂热法制备了Cu2+掺杂的TiO2纳米颗粒。电化学测试结果表明：掺杂可以明显提高材料的电化学性能。其中，掺杂的量有一个最佳值(样品S-6wt％)，在5C电流密度下，首次放电比容量为83.4mAhg-1，经过100次充放电循环后放电比容量仍为76.5mAhg-1，具有良好的循环稳定性。

目录

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第1章 绪论

1.1引言

1.2锂离子电池概述及基本原理

1.3本论文的选题依据及研究内容

第2章 实验原料、仪器及表征方法

2.1实验原料

2.2实验仪器

2.3表征方法及测试设备

第3章 TiO2-B的制备及其电化学性能研究

3.1前言

3.2溶剂热法合成TiO2-B

3.3TiO2-B电极材料的电化学性能研究

3.4结论

第4章 溶剂热法合成不同形貌的锐钛矿二氧化钛及其电化学性能研究

4.1前言

4.2锐钛矿二氧化钛的合成

4.3锐钛矿二氧化钛电极材料的电化学性能研究

4.4小结

第5章 溶剂热法合成Cu2+掺杂TiO2纳米颗粒及其电化学性能研究

5.1前言

5.2Cu2+掺杂TiO2纳米颗粒的制备

5.3Cu2+掺杂TiO2纳米颗粒电极材料的电化学性能研究

5.4小结

第6章 结论

参考文献

致谢

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