商業(yè)二氧化鈦負(fù)極材料電化學(xué)性能的優(yōu)化.pdf

1、鋰離子電池技術(shù)的不斷發(fā)展推動了其在社會生產(chǎn)生活中的普遍應(yīng)用。近年來，新能源汽車的高速發(fā)展進(jìn)一步體現(xiàn)了鋰離子電池的優(yōu)越性。大型動力設(shè)備對負(fù)極材料的要求也越來越高，往往需要其具有較高的功率密度和能量密度。二氧化鈦(TiO2)是重要的候選材料之一。然而，商業(yè)TiO2(c-TiO2)中存在許多雜質(zhì)，電化學(xué)性能較差，限制了其實際應(yīng)用。為使價格低廉的c-TiO2能夠應(yīng)用于鋰離子電池中，探究其電化學(xué)性能差的內(nèi)在原因，并通過適當(dāng)?shù)拇胧└纳破潆娀瘜W(xué)性能，

2、具有重要的應(yīng)用價值。由此，我們進(jìn)行了如下的研究工作:
　　(1)使用葡萄糖作為碳源在600和750℃制備了碳包覆的c-TiO2納米顆粒。750℃下合成的碳包覆c-TiO2樣品在電流密度為100mA/g時，充放電100次后仍具有較高的可逆容量(270.1mAh/g)，與碳包覆的純TiO2性能相當(dāng)。根據(jù)各種表征測試分析，電化學(xué)性能的顯著提高歸因于750℃時SO42-的徹底分解以及碳包覆層提高了電子電導(dǎo)率和離子電導(dǎo)率。這一簡單的制備方法

3、和良好的電化學(xué)性能促進(jìn)了TiO2作為負(fù)極材料在高功率鋰離子電池中的應(yīng)用。
　　(2)采用煤焦油瀝青作為碳源在750℃保溫5h合成了軟碳包覆的商業(yè)二氧化鈦納米顆粒。與未包覆的二氧化鈦相比，經(jīng)過軟碳包覆的樣品表現(xiàn)出更高的電化學(xué)性能。軟碳包覆的TiO2材料獲得了引人注目的倍率性能，當(dāng)電流密度分別是100，200，400，800，1600mA/g時，樣品電池在各個電流密度下循環(huán)十次后的可逆容量依次為323.6，274.4，247.8，20

4、9.1，146.6mAh/g。在500mA/g的高電流密度下循環(huán)1000次后的可逆容量仍高達(dá)140.2mAh/g。測試結(jié)果表明，碳包覆的樣品電化學(xué)性能顯著提高，這一方面是由于高石墨化程度的軟碳增強(qiáng)了電子電導(dǎo)率和離子電導(dǎo)率，另一方面是鋰離子界面存儲機(jī)制的存在。
　　(3)以瀝青作為碳源在900℃制備了碳包覆c-TiO2并引入適量的Ti9O17。Ti9O17是在c-TiO2碳包覆過程中同步形成的。Ti9O17的含量可以通過調(diào)整瀝青的含