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锂离子电池负极材料钛酸锂的制备及改性研究

发布时间:2022-11-12 16:07
  现有的高能量密度的负极材料体系在嵌脱锂过程中体积变化较大,因而锂电池的体积膨胀和循环寿命短成为学术界和产业界一直致力于解决的问题。作为锂电池负极材料,Li4Ti5O12(LTO)在充放电过程中体积变化微乎其微,这种“零应变”性能使其具有稳定的循环能力和超长的循环寿命。然而Li4Ti5O12的导电性较差、理论比容量较低,严重限制了其在大电流下的性能。本文采用溶胶-凝胶法制备钛酸锂,并通过XRD及电化学测试对其原料配比、合成温度、煅烧时间等条件进行了探究分析,确定合成Li4Ti5O12材料的适宜条件:锂钛摩尔比为0.84、700°C下保温6 h。纯相LTO在1 C下的首次放电比容量为171.34 mAh/g。以提升钛酸锂可逆容量为出发点,选用Fe3+、Al3+和Cr3+掺杂取代B位Ti4+,通过测试探讨离子掺... 

【文章页数】:94 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 锂离子电池概述
    1.2 锂离子电池组成
    1.3 尖晶石型Li_4Ti_5O_(12)材料的研究现状
    1.4 选题意义与研究内容
第二章 主要实验药品、仪器和测试方法
    2.1 实验药品和仪器
    2.2 物理性能测试
    2.3 电化学性能测试
第三章 溶胶凝胶法合成Li_4Ti_5O_(12)及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 电极材料的制备
    3.3 制备条件对Li_4Ti_5O_(12)材料的影响
    3.4 Li_4Ti_5O_(12)的电化学性能分析
    3.5 本章小结
第四章 离子掺杂钛酸锂的测试结果及电化学分析
    4.1 引言
    4.2 电极材料的制备
    4.3 不同离子掺杂样品的电化学测试及分析
    4.4 本章小结
第五章 碳包覆对钛酸锂性能的影响
    5.1 引言
    5.2 电极材料的制备
    5.3 不同碳源对Li_4Ti_5O_(12)材料的电化学性能影响
    5.4 不同碳量对Li_4Ti_5O_(12)样品的性能影响对比
    5.5 LTO与LTO/C性能对比
    5.6 本章小结
第六章 溶胶凝胶法合成Cr~(3+)掺杂的Li_4Ti_5O_(12)/C负极材料
    6.1 引言
    6.2 电极材料的制备
    6.3 LTCrO/C样品的结构和形貌分析
    6.4 LTO、LTCrO、LTO/C及LTCrO/C样品的电化学性能对比
    6.5 LTCrO/C样品的大倍率性能分析
    6.6 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 总结
    7.2 主要创新点
    7.3 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集


【参考文献】:
期刊论文
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本文编号:3706671

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