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1、多孔炭模板法制备Li4Ti5O（12）及其嵌锂行为【Article】物理化学(WuliHuaxueXuebao)ActaPhys.一Chim.Sin.,2008,24(6):1002—1006多子L炭模板法制备Li4Tiso12及其嵌锂行为JuneWWW.whxb.pku.edu.ca苏岳锋吴锋臧戈包丽颖陈实(北京理工大学化工与环境学院,国家高技术绿色材料发展中心,北京100081)摘要:采用水合氧化钛溶胶为原料,多孔炭为模板剂,设计制备了一种新型准纳米晶锂钛复合氧化物,并用SEM,XRD,恒流充放电及交流阻抗测试表征了材料的形貌,结构和电化学性能.
2、结果表明,该氧化物晶粒尺寸约200nm,为典型的尖晶石Li4TiO结构.在0.5C(1C---0.2mA?cm-2)电流条件下的首次嵌脱锂效率为99.8%,嵌脱锂电位平坦,可逆容量为117mAh?gl;当电流从0.5C增至5c时,其可逆嵌锂容量仍在100mAh?g.以上,容量保持率大于86%,倍率充放电性能优异.交流阻抗测试结果表明,模板剂多孔炭的应用使合成的尖晶石Li4Ti50具有更佳的导电性能,且多孔特征明显.关键词:水合氧化钛;多孔炭;Li4Ti~O中图分类号:0646;O614.1;TM912.9PorousCarbonasTemplatef
3、orSynthesisofLi4TisO12andItsLithiationPerformanceSUYue—FengWUFengZANGGeBAOLi—YingCHENShi(LaboratoryofNationalDevelopmentCenterofHi—TechGreenMaterials,SchoolofChemicalEngineeringandEnvironment,BeijingInstituteof.Technology,Beijing100081,P.R.China)Abstract:Usinghydratedtitaniumox
4、idesolasrawmaterial,porouscarbonastemplate,anovelspinelLi4TisOl2wassynthesized.SEM,XRD,galvanostaticcharge—dischargetest,andalternatingcurrentimpedancetestwereusedtOcharacterizetheappearance,structure,andelectrochemicalperformanceoftheoxide.Theresultsshowedthatthedimensionofthe
5、crystalparticleoftheoxidewasabout200nm.Ata0.5C(1C=0.2mA'Cmcurrentcondition,thefirstcharge—dischargeefficiencyoftheLiaTi1012electrodewas99.8%,thelithiumintercalationpotentialorthelithiumextractionpotentialwasquiteflat.anditSreversiblecapacitywas117mAhg一.Whenthecurrentincreasedfr
6、om0.5CtO5C,thereversiblecapacityoftheoxidewasstillabove100mAh'g-1,whichwasmorethan86%oftheinitialcapacity.TheLi4TisO12exhibitedanexcellentratecapability.A.C.impedancetestprovedthatusingporouscarbonastemplateinsynthesisprocesscouldmakethespinelLiaTi12havegoodconductivityandobvio
7、usporouscharacteristic.KeyWords:Hydratedtitaniumoxide;Porouscarbon;Li4Ti5012锂钛氧化物Li4TiO是一种具有尖晶石结构的锂离子嵌入式电极材料uI,其特点是伴随锂离子的嵌入和脱出,材料晶格常数变化很小(体积变化小于1%,也被称为零应变材料);材料的嵌锂电位较正(1.55V,VSLi/L充放电过程中不易造成锂枝晶的析出,也不会因电解液的还原分解形成阻抗较高的固态电解质界面(SEI)膜;LiaTi50与Li7Ti50的两相转化电位突变明显,不易过充或过放;反应过程中,由于出现Ti和
8、Ti稿变价,LiTi50的电子导电性较好,材料的电导率约为10S?cm～.因此,LiiO.电极具有循环稳定性
