【摘 要】
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Li0.5TiO2和LiTi2O4作为锂离子电池负极材料,具有电导率高、循环稳定性好的优点。但二者的制备较困难,且其电化学反应机理复杂。针对以上问题,本文通过镁热还原、固相烧结的
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Li0.5TiO2和LiTi2O4作为锂离子电池负极材料,具有电导率高、循环稳定性好的优点。但二者的制备较困难,且其电化学反应机理复杂。针对以上问题,本文通过镁热还原、固相烧结的方法制备出Li0.5TiO2和LiTi2O4,并对其进行了碳包覆改性。运用XRD、SEM、XPS、ICP、TEM等对其进行了形貌和微观结构的表征与分析,进而通过循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等方法对其进行了电化学性能的研究,得到如下结论:（1）在600 ℃～640 ℃之间通过镁热还原Li2TiO3制备出六方结构的Li0.5TiO2。随镁热还原时间的延长,Li0.5TiO2的晶体结构由六方结构向立方结构转变。（2）六方结构的Li0.5TiO2在0.3 C的电流密度下首次充电/放电比容量达到140.0/324.0 mAh/g;碳包覆可以有效提高其电化学性能,碳包覆六方结构Li0.5TiO2/C的首次充电/放电比容量达到176.6/539.9 mAh/g。（3）三种材料在开始的10次充放电循环中比容量下降较多,之后充放电循环容量非常稳定。六方结构的Li0.5TiO2经过100次充放电循环之后晶体结构仍然保持六方结构,具有较高的结构稳定性。（4）以TiO/C和TiO2为钛源、CH3COOLi·2H20为锂源,经高温固相法制备出了 LiTi2O4负极材料;以沥青作为碳源,进一步制备出碳包覆的LiTi2O4/C。（5）碳包覆的LiTi2O4/C的电化学性能优于LiTi2O4。LiTi2O4在0.2 C的倍率下首次充电/放电比容量是183.5/341.1 mAh/g,经50次循环后的可逆容量是176.2 mAh/g。LiTi2O4/C在0.2 C倍率下数次充电-放电比容量是249.7/398.9 mAh/g,并且LiTi2O4/C较LiTi2O4具有更高的倍率性能。
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