水热法制备锂离子二次电池用球形Li4Ti5O12负极材料及其电化学性能
来源期刊:无机材料学报2016年第11期
论文作者:闫慧 其鲁 张鼎 王正德 刘云颖 王晓霞
文章页码:1242 - 1248
关键词:锂离子二次电池;水热法;球形;Li4Ti5O12;
摘 要:以LiOH溶液和不同粒径的自制球形TiO2为反应物,通过水热法快速地合成了尖晶石型结构的球形Li4Ti5O12,并考察了材料合成的水热反应机理和电化学性能。TiO2在100℃、5 mol/L Li OH溶液中经水热反应20 h得到前驱体,再经800℃热处理2 h便可得到粒径大小不同(0.51.5μm)且分布均匀的球形尖晶石Li4Ti5O12材料。Li OH在水热反应条件下扩散到球形TiO2内部,得到在分子水平混合均匀的Li-Ti-O中间体,利于高温下生成纯相的尖晶石Li4Ti5O12。所得粒径大小不同的Li4Ti5O12材料均表现出稳定的电化学循环充放电性能,其中,粒径为0.5μm的Li4Ti5O12材料的电化学性能最好:室温下,以0.2 C的倍率进行充放电,其可逆容量达到158 m Ah/g,70周后容量保持率高于99%;同时还表现出优异的高温循环稳定性,55℃下以0.2 C的倍率进行充放电,50次循环后其可逆放电比容量仍能达到125 m Ah/g。
闫慧1,其鲁2,张鼎3,王正德1,刘云颖1,王晓霞1
1. 内蒙古科技大学化学与化工学院2. 北京大学化学与分子工程学院应用化学系新能源材料与技术实验室3. 太原理工大学化学化工学院应用化学系
摘 要:以LiOH溶液和不同粒径的自制球形TiO2为反应物,通过水热法快速地合成了尖晶石型结构的球形Li4Ti5O12,并考察了材料合成的水热反应机理和电化学性能。TiO2在100℃、5 mol/L Li OH溶液中经水热反应20 h得到前驱体,再经800℃热处理2 h便可得到粒径大小不同(0.51.5μm)且分布均匀的球形尖晶石Li4Ti5O12材料。Li OH在水热反应条件下扩散到球形TiO2内部,得到在分子水平混合均匀的Li-Ti-O中间体,利于高温下生成纯相的尖晶石Li4Ti5O12。所得粒径大小不同的Li4Ti5O12材料均表现出稳定的电化学循环充放电性能,其中,粒径为0.5μm的Li4Ti5O12材料的电化学性能最好:室温下,以0.2 C的倍率进行充放电,其可逆容量达到158 m Ah/g,70周后容量保持率高于99%;同时还表现出优异的高温循环稳定性,55℃下以0.2 C的倍率进行充放电,50次循环后其可逆放电比容量仍能达到125 m Ah/g。
关键词:锂离子二次电池;水热法;球形;Li4Ti5O12;