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锂离子动力电池负极材料钛酸锂的制备与性能研究

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毕业论文范文题目:锂离子动力电池负极材料钛酸锂的制备与性能研究,论文范文关键词:锂离子动力电池负极材料钛酸锂的制备与性能研究
锂离子动力电池负极材料钛酸锂的制备与性能研究毕业论文范文介绍开始:
【论文摘要】:钛酸锂(Li4Ti5O12),作为一种“零应变”材料,与目前商品化的碳材料相比,是更具潜力的锂离子动力电池负极材料。本文以固相法合成电极材料Li4Ti5O12,旨在通过金属掺杂、表面修饰途径,提高电导率进而改善其电化学性能,具体工作如下:本文首先考察了制备Li4Ti5O12的固相工艺和不同原料的影响。采用XRD、SEM、激光粒度对材料进行了表征,及恒流充放电、交流阻抗、循环伏安测试方法研究了材料的电化学性能。结果表(此处忽略..)明:原料为锐钛型Ti02和Li2CO3,先于750℃预烧4h,再于850℃煅烧20h得到的材料性能最佳,样品为结晶完好的单一物相,颗粒分布均匀,粒径分布窄,粒度分布在0.2~0.6μm之间。以0.2C的倍率进行充放电,首次放电比容量为163.4mAh·g-1,30次循环后,容量依然保持在160mAh·g-1,常温下,分别以0.5、1和3C倍率进行充放电循环50次后,容量保持率分别为96.2、94.1、86.0%。并探索了Li4Ti5O12可能的形成机理。在合成纯样的研究基础上,进行了Y(略..)3+、Yb3+、Er3+、V5+、Mg2+金属离子的掺杂。电化学测试表明:金属离子掺杂后电极材料的电荷转移阻抗都显著减小,但电化学性能却显示出很大的差异。在1C倍率下循环50次后,掺杂Y3+、Yb3+、Er3+、V5+、Mg2+的比容量分别为132.6、110.1、102.4、86.2、139.6mAh·g-1。在固相合成和金属掺杂的基础上,分别以葡萄糖和乙酸铜作为碳源和铜源制备了Li3.9Mg0.1Ti5O12/C和Li4Ti5O12/(Cu+C)复合材料。恒电流充放电结果表(略..)明,在0.1C的倍率下放电时,Li3.9Mg0.1Ti5O12/C(C含量分别是3、5、10、15wt%)的首次放电容量依次为166.5、156.3、153.7和149.4mAh·g-1。对于Li4Ti5O12/(Cu+C),在0.5、1和3C倍率下,经50次充放电循环,容量保持率分别为90.4、88.4、82.0%,其放电比容量依次为155、151.7、140.6mAh·g-1。通过循环伏安测试技术得到Li4Ti5O12和Li4Ti5012/(Cu+C)电极材料的Li+扩散系数分别为4.3×10-10cm2.s-1和1.2×10-9cm2.s-1。


以上为本篇毕业论文范文锂离子动力电池负极材料钛酸锂的制备与性能研究的介绍部分。
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