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近年来,锂离子电池的主要商用材料石墨在电化学性能上无法满足日益增加的对电极材料性能的商业需求,而且锂枝晶会在其较低的工作电压平台的工作过程中形成,所以存在一定安全隐患。电压平台较高(约为1.5V vs Li/Li+)的“零应变”的钛酸锂负极材料,安全性能也能得到保障,于是成为被研究的热门对象。虽然有以上优点,但是其较高的嵌锂平台也导致能量密度较低,为了提升能量密度,满足当代负极材料的需求,拥有Ruddlesden-Popper结构的LiEuTiO4进入了人们的视线,在同时拥有钛酸锂较高容量和稳定性的基础上,LiEuTiO4的充放电平台更低(0.8 V vs.Li/Li+)。但是LiEuTiO4也面临着离子电导率低,倍率性能不佳等特点。本文从合成路径和掺杂改性两个方面来探究LiEuTiO4。研究内容如下:(1)通过溶胶凝胶法合成了层状钙钛矿结构的NaEuTiO4,并采用稀硝酸来酸洗。发现NETO中的钠离子随着酸洗时间的增加会逐渐稀硝酸中的氢离子发生离子交换。交换后的化合物可以和锂离子进行可逆的交换,存在着N+→H+→Li+这样一个离子交换路径,从而可以显示出一个良好的脱/嵌锂行为。通过SEM和TEM的观察,我们发现稀硝酸会与样品反应并在表面留下沟壑,有趣的是,在电化学循环过程中被刻蚀的样品呈现出一种自我修复的状态,同时循环性能(酸处理12小时样品首圈放电比容量为213.2mA h g-1容量保持率为117.9%,在300圈循环后)、倍率性能(放电电流密度2000mAg-1时,HETO-12hrs样品仍可保持149.4mAhg-1)得到了提高,且放电比容量缓慢增加。以上制备思路,不仅为我们提供了可以用较为方便快速的软化学方法来设计和筛选稀土基钛酸盐作为新型储能器件的关键电极材料的可能性和可行性,还为将来对锂的提取和回收提供了一条全新的思路。因此,继续深入地研究NaLnTiO4等具有层状钙钛矿结构的材料的离子交换行为及电化学特性就具有了非常重要的应用意义。(2)基于Eu3+与Ce3+的协同作用对溶胶凝胶法合成LiEuTiO4进行Ce3+掺杂改性,我们选用六水合硝酸铈作为Ce源,对LiEuTiO4进行了掺杂处理,随后对掺杂处理后的LiCexEu1-xTiO4进行了形貌、结构电化学性能相关的研究。研究结果表明:在合成过程中加入六水合硝酸铈确实能在LiEuTiO4中掺杂Ce3+,引入的Ce3+提高了材料的动力学特性和电化学性能。在LiEu0.995Ce0.005TiO4的循环稳定性(首圈放电比容量178.9mA h g-1,容量保持率在200圈循环后为93.9%)、倍率性能(1000mA g-1下放电容量仍有122.8mA hg-1)等明显优于未掺杂样品。表明Ce离子的引入达到了预期的效果。