锂离子电池电极材料Li_(4)Ti_(5)O_(12)@TiO_(2)的制备及性能

用水热法制备Li_(4)Ti_(5)O_(12)@TiO_(2)复合材料与同样方法制备的尖晶石型Li_(4)Ti_(5)O_(12)进行对比.对2种材料采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、光电子能谱仪(XPS)进行表征;N_(2)吸附-脱附曲线进行比表面积分析;恒电流充放电测试和电化学交流阻抗(EIS)技术进行电化学性能分析.结果表明,Li_(4)Ti_(5)O_(12),和Li_(4)Ti_(5)O_(12)均呈颗粒状,粒径分别约为50和70nm.XPS分析显示Li_(4)Ti_(5)O_(12)@TiO_(2)中的Ti为+4价态.电化学测试结果显示Li_(4)Ti_(5)O_(12),复合了锐钛型TiO_(2)后其充放电比容量较纯Li_(4)Ti_(5)O_(12)高,主要原因是嵌入到尖晶石型Li_(4)Ti_(5)O_(12)晶格中的Li_(4)Ti_(5)O_(12)分析显示Li_(4)Ti_(5)O_(12)复合TiO_(2)后降低了欧姆接触电阻和电化学反应中的电荷转移电阻,提高了电极表面与电解液间的固-液界面双电层电容,有利于Li的嵌入和脱出,增大其可逆比容量.两种材料中Li的扩散系数分别为3.36×10^(-10)和2.03×10^(-12 )cm^(2)/s.比表面积分析显示复合TiO_(2)后的Li_(4)Ti_(5)O_(12)具有较大的比表面积(73.65m/g),纯Li_(4)Ti_(5)O_(12)的比表面积为56.23m/g.Li_(4)Ti_(5)O_(12),复合TiO_(2)后作为锂电池的阳极材料更有利于Li扩散,为Li的脱嵌提供较好的通道,其比容量也得到提高。

溶剂热法可控合成NiCo_(2)O_(4)锂电池负极材料及储锂机制研究

溶剂热法可控合成NiCo_(2)O_(4)锂电池负极材料,进行XRD、ESEM、电化学性能分析并获得分散性好、晶型完整的尖晶石型NiCo_(2)O_(4)纳米片。充放电测试显示:首次比容量分别为1376mAh/g和1544mAh/g;经150次循环后,容量保持率约70%。低倍率下(0.05~2C)稳定性明显高于高倍率(10C)下,与Li+在电解液中的扩散电阻增大有关,这在交流阻抗(EIS)中得到证实。循环伏安(CV)为进一步弄清脱嵌锂机理提供了依据。EIS等效电路拟合结果显示:60次循环后,电极电阻(R1)由357Ω·cm^(2)下降到154Ω·cm^(2),与电极材料活化有关。但电解液扩散电阻(WS)从345Ω·cm^(2)增大到467Ω·cm^(2),与电极材料被破坏粉化有关。为了更好平衡这两个相互矛盾的变量,有效控制合成NiCo_(2)O_(4)电极材料十分关键,本法获得的NiCo_(2)O_(4)负极材料其电化学性能较优异。