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无机材料学报 2010年第9期25卷 983-988页

作者：高宏权王新宇张治安赖延清李劼刘业翔中南大学冶金科学与工程学院长沙410083

li4ti5o12是最具前景的混合电动汽车用锂离子动力电池负极材料之一.为了提高其倍率性能,以尿素为氮源对li4ti5o12进行掺杂热处理,以在li4ti5o12颗粒表面自生长一层高电导tiN修饰膜,利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、X射线能谱仪、R... 详细信息

li4ti5o12是最具前景的混合电动汽车用锂离子动力电池负极材料之一.为了提高其倍率性能,以尿素为氮源对li4ti5o12进行掺杂热处理,以在li4ti5o12颗粒表面自生长一层高电导tiN修饰膜,利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、X射线能谱仪、Raman光谱仪和半电池充放电测试仪研究了材料的物相、结构、形貌、成分以及电化学性能.结果表明:氮化修饰li4ti5o12样品与未修饰样品具有相同的尖晶石li4ti5o12的衍射峰,氮化修饰后li4ti5o12颗粒表面自生长了一层均匀的薄膜,该薄膜不仅含有N元素,而且还具有tiN的Raman光谱特征振动峰;氮化修饰li4ti5o12样品的0.1C首次放电比容量比未修饰li4ti5o12样品有所降低,但是却展示了优异的电化学倍率性能和循环性能,3C倍率充放电比容量是未修饰li4ti5o12样品的2.6倍,0.1C充放电循环100次后其容量损失仅3%.

关键词：锂离子电池 li4ti5o12负极材料 li4ti5o12/tiN复合材料尿素

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锂离子电池负极材料li4ti5o12的第一性原理研究

锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的第一性原理研究

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作者：钟志勇江西师范大学

学位级别：硕士

基于密度泛函理论,本文采用第一性原理超软赝势方法结合广义梯度近似方法研究了以下三个方面的问题:一、对锂离子电池负极材料li4ti5o12的体相原子几何结构和电子结构进行了理论研究。给出了其结构、态密度、电荷密度分布及能带结构等... 详细信息

基于密度泛函理论,本文采用第一性原理超软赝势方法结合广义梯度近似方法研究了以下三个方面的问题:一、对锂离子电池负极材料li4ti5o12的体相原子几何结构和电子结构进行了理论研究。给出了其结构、态密度、电荷密度分布及能带结构等。此项工作一方面是为了获得li4ti5o12的理论晶格常数,另一方面,通过与其他的理论和试验方法做比较,从而验证我们使用的PAW+GGA方法的合理性。结果证实本论文的计算结果和其他理论、实验结果均符合的很好。二、利用第一性原理对锂离子电池负极材料li4ti5o12的富锂体系li4+xti5o4的电子结构及局域结构进行了详细的研究,同时也详细的计算及分析了体系的总态密度和分波态密度,结果表明li4ti5o12可以持续嵌锂到li8.5ti5o12态,相对与常规的li7ti5o12嵌锂态,其理论容量提高到1.5倍。三、利用基于密度泛函理论的第一性原理方法对li4ti5o12体系的(100)、(110)和(111)三种表面进行了模拟计算。结果表明,(100)表面是最稳定的终端,此外,表面层的钛原子的态密度与相应体相的钛原子的态密度不同,而内层钛原子的态密度与体相的相似。

关键词：锂离子电池第一性原理计算 li4ti5o12负极材料嵌锂电位表面电子结构

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锂离子电池负极材料li_4ti_5o_(12)的合成及电化学性能

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功能材料 2006年第11期37卷 1752-1754页

作者：姚经文吴锋北京理工大学化工与环境学院

采用高温固相反应法制备尖晶石相li_4ti_5o_(12)负极材料。初步研究了反应温度和反应时间对li_4ti_5o_(12)电化学性能的影响。XRD衍射未观测到tio_2残余存在；电化学测试显示,1．2～2．5V恒流充放电,其可逆容量达158．3mAh/g,首次库仑... 详细信息

采用高温固相反应法制备尖晶石相li_4ti_5o_(12)负极材料。初步研究了反应温度和反应时间对li_4ti_5o_(12)电化学性能的影响。XRD衍射未观测到tio_2残余存在；电化学测试显示,1．2～2．5V恒流充放电,其可逆容量达158．3mAh/g,首次库仑效率为95．2%；循环20周其容量衰减率仅为3．1%。

关键词： li4ti5o12负极材料高温固相反应电化学

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钛酸锂负极材料的掺杂改性研究

钛酸锂负极材料的掺杂改性研究

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作者：吴志芹河北工业大学

学位级别：硕士

本文采用高温固相法制备得到两种金属掺杂的litio材料和碳包覆金属掺杂的litio材料，考察了不同预烧时间、不同碳包覆量、不同掺杂金属以及掺杂用量对litio材料性能的影响，并且采用热分析、XRD、EIS、CV以及恒流充放电测试等分析方法... 详细信息

本文采用高温固相法制备得到两种金属掺杂的litio材料和碳包覆金属掺杂的litio材料，考察了不同预烧时间、不同碳包覆量、不同掺杂金属以及掺杂用量对litio材料性能的影响，并且采用热分析、XRD、EIS、CV以及恒流充放电测试等分析方法，对材料的结构、形貌及电化学性能进行表征和分析。以li2Co3、tio2和一定量活性炭为原料，同时掺杂两种不同金属元素，采用二步煅烧法合成二元金属掺杂的litio材料。通过实验对比，当预烧温度为700℃时，煅烧12h得到的样品比容量较大，循环稳定性较好。Ni、Cr掺杂的样品可逆比容量和循环稳定性较差，容量衰减较严重，掺杂改性效果不理想。掺杂Co、Mn，Al、Zn及Mn、Cr金属组合的样品比容量均大于未掺杂litio，1C倍率下，放电比容量均达到120mAh·g-1以上，改善了材料的大倍率放电性能。样品li3.95Co0.05Mn0.1ti4.9o12的比容量衰减慢，循环性能良好，其首次充放电效率为82.2%，1C下经20次循环后，容量保持率达91.9%。li3.9Al0.05Zn0.05ti5o12样品比容量在1C倍率下为157.9mAh·g-1，循环20次后容量保持率高达97.3%，比容量增大，且循环稳定性良好。1C下，样品li4Mn0.05Cr0.02ti4.93o12经20次循环后容量仅衰减10.1%，显示出较高的放电容量和良好的可逆性。以无水葡萄糖为碳源，采用高温固相法制备碳包覆的钛酸锂材料，得到最优碳包覆比例为ti: C=5:10，2C下样品初始放电比容量达68.2mAh·g-1。不同倍率下循环20次后，容量保持率均保持在90%以上，提高了样品的大倍率放电比容量和循环性能。以ti: C=5:10的比例碳包覆，同时掺杂不同比例的Cr、Zn、Co元素，通过高温固相法合成碳包覆金属掺杂的litio材料，结果显示：li4Cr0.2ti4.8o12/C样品的放电比容量和循环性能有所提高，Cr3+的掺杂从一定程度上降低了材料的放电电压;li4Zn0.05ti4.95o12/C样品相较于未改性的litio材料和其它几种Zn掺杂量的样品，电化学性能明显得到改善，在1C下的容量保持率为95.8%;li4Co0.1ti4.9o12/C样品放电容量和循环性能均比未改性的litio好，其大倍率下的循环稳定性也是掺杂样品中最好的;单纯碳包覆的样品放电比容量最大，1C下高达99.7mAh·g-1，不同倍率下，容量保持率均在95%左右，比容量高，循环性能最好。

关键词： li4ti5o12负极材料高温固相法掺杂改性碳包覆

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钛酸锂/石墨烯复合负极材料的制备及电化学性能研究

钛酸锂/石墨烯复合负极材料的制备及电化学性能研究

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作者：张利辉中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)

学位级别：硕士

钛酸锂(li4ti5o12)作为锂离子电池负极材料,与石墨等碳电极材料相比具有热稳定性好、安全性能高和循环寿命长等优点,被认为是一种极具发展潜力的动力型锂离子电池负极材料。但是li4ti5o12固有的电子导电率较低(10-13 S cm-2),导致其在... 详细信息

钛酸锂(li4ti5o12)作为锂离子电池负极材料,与石墨等碳电极材料相比具有热稳定性好、安全性能高和循环寿命长等优点,被认为是一种极具发展潜力的动力型锂离子电池负极材料。但是li4ti5o12固有的电子导电率较低(10-13 S cm-2),导致其在大电流充放电条件下容量衰减快和倍率性能较差,限制了其规模化应用。为解决li4ti5o12材料在实际应用中容量衰减快和倍率性能差等问题,本论文采用球磨法和砂磨法两种方法制备钛酸锂/石墨烯复合负极材料。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和拉曼光谱(Raman)等表征手段研究其结构和形貌的变化,采用蓝电电池测试系统和电化学工作站测试其电化学性能,具体研究结果如下:采用两步球磨法,分别制备 li4ti5o12/graphene(LTo-G)和 li4ti5o12/N-doped graphene(LTo-NG)复合材料。相比添加石墨烯而言,氮掺杂的石墨烯能够提供更多的自由电子,提高LTo-NG样品的电子导电性,对比纯相li4ti5o12、LTo-G和LTo-NG,LTo-NG具有较好的倍率性能及循环稳定性,在0.2C、0.5C、1C、3C、5C、10C 和 20C 倍率下充电比容量依次为 164、161.5、157.9、144.6、127.8、104.4和80.5 mAh g-1,5C倍率下循环200次后的容量保持率为92%。通过CV测试和计算,表明LTo-NG样品具有最小的极化程度和最大锂离子扩散系数(5.76×10-10 cm2 s-1)。采用一步球磨及喷雾干燥相结合的方法,制备了球形的不同石墨烯添加量的li4ti5o12/graphene复合材料,当石墨烯添加量为1wt.%时,li4ti5o12/graphene复合材料(LTo-G-2)具有优异的倍率性能及循环稳定性。LTo-G-2样品在0.2C、0.5C、1C、3C、5C 和 10C 倍率下的充电比容量为 172.9、165.7、163.5、157.4、154.0和143.5 mAh g-1,5C倍率下循环200次后,容量保持率为94.8%。CV实验结果表明LTo-G-2样品具有最小的极化程度,阻抗测试结果也表明LTo-G-2样品的电荷转移阻抗Rct(69.6Ω)是最小的。采用一步砂磨法,制备了不同石墨烯添加量的li4ti5o12/graphene复合材料,当石墨烯添加量为0.93wt.%时,li4ti5o12/graphene复合材料(GLTo-2)具有优异的倍率性能及循环稳定性。GLTo-2样品在0.2C、0.5C、1C、3C、5C、10C、15C、20C 和 30C 倍率下的充电比容量为 175.2、175.8、71.9、167.9、166.4、164.1、161.4、159.4和150.8 mAhg-1,10C倍率下循环900次后,容量保持率为89.4%,5C倍率下循环2000次后,容量保持率仍有80.2%。CV实验结果表明GLTo-2样品具有最小的极化程度和最大的锂离子扩散系数(1.04 × 10-9 cm2 s-1),同时,阻抗测试结果也表明GLTo-2样品的电荷转移阻抗Rct(47.3 Ω)是最小的。

关键词：锂离子电池 li4ti5o12负极材料固相法石墨烯

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li_4ti_5o_(12)的湿化学法合成及电化学性能表征

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中南大学学报（自然科学版） 2013年第10期44卷 4006-4011页

作者：李运姣王轩宇明宪权徐仓孔龙李林叶万奇任苗苗中南大学冶金与环境学院湖南长沙410083 中信大锰矿业有限责任公司广西南宁530028

以tiCl4为原料,通过中和水解法合成嵌锂活性较高的无定形水合tio2,然后将其与lioH·H2o在水介质中湿法合成li4ti5o12前驱体。研究热处理温度对样品的物相组成、颗粒形貌及电化学性能的影响。运用热重差热分析（TG-DTA）、X线衍射（XRD... 详细信息

以tiCl4为原料,通过中和水解法合成嵌锂活性较高的无定形水合tio2,然后将其与lioH·H2o在水介质中湿法合成li4ti5o12前驱体。研究热处理温度对样品的物相组成、颗粒形貌及电化学性能的影响。运用热重差热分析（TG-DTA）、X线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和恒流充放电测试等方法表征和测试li4ti5o12样品的物理性能和电化学性能。研究结果表明：湿化学法制备的li4ti5o12在750℃和800℃下热处理后都具有良好的尖晶石型结构;样品在750℃热处理6 h后,颗粒分散,形貌较为规整,具有最佳的电化学性能;在1.0～2.5V的电压范围,0.1C倍率下首次放电比容量可达175.0 mA·h/g;0.5C倍率下放电容量可达167.5 mA·h/g,经过60次循环后容量为163.0 mA·h/g,容量保持率为97.3%。

关键词：锂离子电池 li4ti5o12负极材料 tio2 湿化学法热处理

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钛酸锂表面的氮修饰与电化学性能研究

钛酸锂表面的氮修饰与电化学性能研究

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第十二届固态化学与无机合成学术会议

作者：杨广志左飞龙张富武长城时志强天津工业大学材料科学与工程学院改性与功能纤维天津市重点实验室

钛酸锂负极材料因具有"零应变"效应、循环性能优良等特点引起了研究人员的广泛关注。为了改善其倍率性能,我们研究了对liti0进行氮修饰改性。采用水热合成法,以lioH·Ho、tio和尿素为原料得到前驱体,在保护性气氛下经800℃焙烧后得到样... 详细信息

钛酸锂负极材料因具有"零应变"效应、循环性能优良等特点引起了研究人员的广泛关注。为了改善其倍率性能,我们研究了对liti0进行氮修饰改性。采用水热合成法,以lioH·Ho、tio和尿素为原料得到前驱体,在保护性气氛下经800℃焙烧后得到样品。采用SEM、TEM对样品进行了表征,并对样品进行恒流充放电测试,结果表明:掺杂少量尿素的样品的颗粒大小分布较均匀,氮修饰钛酸锂样品的首次充放电容量均比未修饰的要高且循环性能较好。图1为电流密度为15mA/g时的首次充放电曲线。

关键词：锂离子电池 li4ti5o12负极材料尿素

来源： cnki会议评论

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