《核殼結構的鋰離子電池負極材料Li4Ti5O12的製備及改性研究》是依託上海交通大學，由何丹農擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：核殼結構的鋰離子電池負極材料Li4Ti5O12的製備及改性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：何丹農
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
尖晶石型Li4Ti5O12是未來可替代碳負極材料的安全性較高的具有極大套用前景的負極材料，成為當前的研究熱點。但是，Li4Ti5O12的電導率很低，導電性較差，高倍率下的性能較差，套用於油電混合車、大型儲能電池等領域受到極大的限制。因而，提高Li4Ti5O12的電導率和倍率性能的研究顯得尤為重要。針對Li4Ti5O12納米材料表面活性較高，極易發生團聚而失去活性，及目前常用的製備方法包覆的碳顆粒不能均勻地包覆在Li4Ti5O12顆粒周圍等問題，本項目旨在發揮出納米化、摻雜離子和包覆碳三種改性方法的綜合優勢，通過摻雜離子和包覆碳兩種途徑對納米Li4Ti5O12材料進行改性，製備出摻雜離子的核殼結構的Li4Ti5O12/C複合材料。深入研究摻雜離子對於晶體結構，晶體內部的離子排列方式的影響以及對電化學性能的影響機理，詳細探究碳包覆和摻雜離子的協同作用和雙效影響。
結題摘要
尖晶石型Li4Ti5O12 是未來可替代碳負極材料的安全性較高的具有極大套用前景的負極材料，成為當前的研究熱點。但是，Li4Ti5O12 的電導率很低，導電性較差，高倍率下的性能較差，套用於油電混合車、大型儲能電池等領域受到極大的限制。因而，提高Li4Ti5O12 的電導率和倍率性能的研究顯得尤為重要。針對Li4Ti5O12 納米材料表面活性較高，極易發生團聚而失去活性，及目前常用的製備方法包覆的碳顆粒不能均勻地包覆在Li4Ti5O12 顆粒周圍等問題，本項目旨在發揮出納米化、摻雜離子和包覆碳三種改性方法的綜合優勢，通過摻雜離子和包覆碳兩種途徑對納米Li4Ti5O12 材料進行改性，製備出摻雜離子的核殼結構的Li4Ti5O12/C 複合材料。深入研究摻雜離子對於晶體結構，晶體內部的離子排列方式的影響以及對電化學性能的影響機理，詳細探究碳包覆和摻雜離子的協同作用和雙效影響。電化學測試結果表明: 和純Li4Ti5O12相比，納米化後的材料在0.5C倍率下的首次庫倫效率從86.4%提高到了94.1%，在40C倍率下的首次放電比容量從25 mAh g-1提高到了53 mAh g-1，高倍率性能得到了明顯的改善。 摻雜後Li3.95La0.05Ti4.95Sc0.05O12的性能最好，0.5C倍率下的首次庫倫效率為99.3%，40C倍率下的首次放電比容量高達85 mAh g-1，首次庫倫效率和高倍率性能得到了進一步提升。通過以上方式綜合提高了Li4Ti5O12的電化學性能，使Li4Ti5O12在高功率動力鋰離子二次電池方面具有更廣闊的套用前景。
