納米結(jié)構(gòu)TiO2的制備及其在鋰電池上的應(yīng)用.pdf

1、二氧化鈦(TiO2)是一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,低成本,無毒,環(huán)境友好的過渡金屬氧化物,因此被視為高倍率負(fù)極材料的理想替代物質(zhì)。然而二氧化鈦缺乏足夠的開放通道,使得容量與循環(huán)性能受到極大的限制。同時(shí)TiO2較低的導(dǎo)電性,對(duì)鋰離子和電子的擴(kuò)散亦非常不利。這都造成二氧化鈦的實(shí)際應(yīng)用受到限制。本文的主要研究?jī)?nèi)容是通過制備納米結(jié)構(gòu)TiO2及TiO2的復(fù)合材料,從而實(shí)現(xiàn)提高比容量,改善循環(huán)性能的目的。另外通過使用微波水熱法制備了具有海膽狀結(jié)構(gòu)的TiO2顆粒,

2、并研究了其合成條件對(duì)材料晶體結(jié)構(gòu)以及電化學(xué)性能的影響。
　　本研究采用P123為模板,制備得到了超細(xì)顆粒的TiO2納米材料。合成的TiO2顆粒以層狀方式排列,首次放電容量為144mAhg-1,表現(xiàn)出較好的循環(huán)性能。隨著 P123的增加,TiO2顆粒間的間隙減小,直至最終團(tuán)聚成簇。使用質(zhì)量比為1:1時(shí)的P123的樣品表現(xiàn)出了最好的電化學(xué)性能,隨后伴隨則P123的增加而降低。采用CTAB為軟模板,以葡萄糖為碳源,采用一步水熱法得到了碳

3、包覆的TiO2/C復(fù)合材料,由于碳的存在增加了顆粒的導(dǎo)電性,隨著碳含量的增加,TiO2/C復(fù)合材料的電性能隨之提升,在碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％的樣品中,首次放電容量達(dá)到198mAhg-1,100次循環(huán)后,容量保持在126 mAhg-1,所有含有碳的樣品的電性能均高出不含碳的樣品。采用微波水熱法,在鈦酸異丙酯的混合溶液中合成了具有海膽狀的TiO2的顆粒。樣品表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能,并研究在微波輻射條件下,溶劑,反應(yīng)溫度,反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物物相和形貌