碳包覆混晶二氧化鈦納米管鋰離子電池負(fù)極材料的制備及性能研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著環(huán)境污染問(wèn)題逐漸得到了大眾關(guān)注，鋰離子電池作為一種清潔的汽車動(dòng)力能源越來(lái)越受到重視，由此對(duì)鋰離子電池的能量密度和安全性能提出了更高的要求。此外，隨著手機(jī)等電子產(chǎn)品屏幕越來(lái)越大，耗電越來(lái)越快，鋰離子電池的容量和倍率性能也成了衡量鋰離子電池品質(zhì)的關(guān)鍵。
　　二氧化鈦(TiO2)具有廉價(jià)、環(huán)保的特點(diǎn)，其納米材料作為鋰離子電池負(fù)極具有理論容量高、安全性能好、能量密度高、充放電平臺(tái)高、可快速充放電等優(yōu)點(diǎn)，是十分有前景的鋰離子電池

2、負(fù)極材料。其中的一維納米TiO2由于具有兩方向的鋰離子傳輸通道，可以通過(guò)很大的電流快速充放電，能夠滿足人們對(duì)電動(dòng)交通工具和數(shù)碼產(chǎn)品快速充放電的需要。此外一維納米TiO2采用水熱法制備，操作簡(jiǎn)便，具有商用推廣的條件。
　　本文采用水熱法制備一維納米TiO2，探究水熱溫度、燒結(jié)溫度對(duì)一維納米TiO2的形貌和電化學(xué)性能的影響，得到兩種TiO2-B晶型和銳鈦礦晶型同時(shí)存在的TiO2納米管(TiO2-400和TiO2-500)，這兩種混晶T

3、iO2納米管均具有較高的容量、良好的循環(huán)性能和優(yōu)異的倍率性能。
　　為進(jìn)一步提高混晶TiO2納米管的性能，嘗試采用石墨烯和多巴胺包覆對(duì)混晶TiO2納米管進(jìn)行碳包覆，其中多巴胺包覆6h后700℃碳化所得的材料具有TiO2-B晶型和銳鈦礦晶型混合的管型結(jié)構(gòu)，以及合適厚度(～2nm)的碳包覆層，從而同時(shí)具有高容量、高倍率性能及高循環(huán)穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)。該材料以200mA·g-1電流密度500次循環(huán)后容量保持在177.5mAh·g-1，大電流密