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《天津大学》 2018年
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锂离子电池钛酸锌锂负极材料的制备及电化学性能研究

柳桃  
【摘要】:本文以锂离子电池钛酸锌锂负极材料为主要研究对象,主要从两个方面来进行改性:一是细化钛酸锌锂材料的颗粒,研究颗粒细化对于材料电化学反应的影响;二是通过加入碳材料以提高材料的导电性,探索碳材料的种类及加入的比例,研究不同的复合材料对于提高电化学性能的作用。将科琴黑,碳微球和SP作为气体产生剂制备负极材料,实验结果表明:碳微球作为气体介质制备的钛酸锌锂材料(LZTO-M)粒径最为均匀,当电流密度为0.1、0.5、1.0、2.0和3.0 A g~(-1),LZTO-M循环100圈后的放电容量分别为209.6、187.2、178.0、161.8和154.4 mAh g~(-1),远高于空白对照(LZTO)的容量。当电流密度为3.0 A g~(-1)时,LZTO和LZTO-M循环500圈后的放电容量分别为82.6mAh g~(-1)和133.6 mAh g~(-1)。表明碳微球作为气体介质对于负极材料的细化效果最好,得益于碳微球独特的球形结构。通过使用五种不同的试剂作为溶剂制备钛酸锌锂材料,利用不同溶剂对于原材料分散性的差异,寻求最佳的溶剂,实验表明:四氯化碳作为溶剂时制备的材料LZTO-CA粒径最为均匀。LZTO-CA材料在电流密度3.0 A g~(-1)的条件下循环100圈后的放电容量137.0 mAh g~(-1)比LZTO高56.1 mAh g~(-1)。通过对材料进行不同比例的碳的内包覆来提高材料的导电性,发现包碳比例为4%时得的到的钛酸锌锂材料LZTO-4的电化学性能最优,LZTO-4在3.0 A g~(-1)的条件下循环100圈后的放电容量126.0 mAh g~(-1),比LZTO高45.1 mAh g~(-1)。通过将科琴黑,碳微球和SP与钛酸锌锂混合制备出复合材料研究其性能,发现与碳微球复合的LZTO@M材料电化学性能最优,LZTO@M材料在电流密度3.0 A g~(-1)的条件下循环100圈后的放电容量133.4 mAh g~(-1)比LZTO材料高52.5mAh g~(-1)。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TQ131.11;TM912

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