微波辅助溶胶_凝胶法合成锂离子电池负极材料li_4ti_5o_12_

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1、第38卷第12期朱骏等：淬火对层状钙钛矿铁电材料性能的影响·2279·硅酸盐学报第38卷第12期Vol.38，No.122010年12月JOURNALOFTHECHINESECERAMICSOCIETYDecember，2010微波辅助溶胶–凝胶法合成锂离子电池负极材料Li4Ti5O12刘微，张妮，白阳，贾晓林(郑州大学材料科学与工程学院，郑州450001)摘要：以微波辅助溶胶–凝胶法合成Li4Ti5O12、Al或C掺杂的Li4Ti5O12样品。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分别表征所得产物的结构和形貌，研究不同样品在恒流充放电条件下的电化学性能。结果表明：合成Li4T

2、i5O12粉体的最佳微波处理条件为800℃、40min；微波热处理合成样品颗粒尺寸为100nm左右，掺Al或C样品颗粒的分散性要优于未掺样品的。首次充放电结果表明：所有样品的放电平台平稳，掺Al或C样品的首次放电容量均高于未掺样品的，掺C样品的首次放电容量为162mA·h/g，更接近Li4Ti5O12的理论容量(175mA·h/g)。关键词：钛酸锂；铝/碳掺杂；电化学性能；溶胶–凝胶法；微波加热中图分类号：O656；TM911文献标志码：A文章编号：0454–5648(2010)12–2279–05SYNTHESISOFLITHIUM-IONBATTERYANODEMA

3、TERIALLi4Ti5O12BYTHEMICROWAVEASSISTEDSOL–GELMETHODLIUWei，ZHANGNi，BAIYang，JIAXiaolin(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001,China)Abstract:Li4Ti5O12andAlorCdopedLi4Ti5O12samplesweresynthesizedbythemicrowaveassistedsol–gelmethod.Structuralcharacterizatio

4、nandsurfacemorphologyofproductssynthesizedwereanalyzedbytheX-raydiffractionandscanningelectronmi-croscopy,respectively,andelectrochemicalpropertyofdifferentsampleswasstudiedbygalvanostaticchargeanddischarge.There-sultsindicatethattheoptimaltemperatureandheatingtimeforLi4Ti5O12synthesisar

5、e800℃and40min.Theparticlesizeofsam-plessynthesizedbymicrowaveheatingwasabout100nm.TheparticledistributionoftheAlorCdopedLi4Ti5O12sampleswasbetterthantheundopedsamples.TheresultoffirstchargeanddischargeshowsthatallthesampleshaveastablevoltageplateauandtheAlorCdopedLi4Ti5O12sampleshavebett

6、erfirstdischargecapacitythantheundopedLi4Ti5O12sample.ThefirstdischargecapacityofCdopedLi4Ti5O12is162mA·h/g,whichisclosetothetheoreticalvalueofLi4Ti5O12(175mA·h/g).Keywords:lithiumtitanate;aluminum/carbondoped;electrochemicalproperty;sol–gelmethod;microwaveheating[6–7]作为“零应变”负极材料，尖晶石结构的温

7、度升高而发生反应，具有反应时间短、能耗Li4Ti5O12具有循环性能好及充放电平台平稳等优低、合成效率高及颗粒小而均匀等优点，成为很有[1–2]势，是最有可能替代碳材料的负极材料，然而前途的热处理方法。Li4Ti5O12导电性能较差，容量较碳负极材料低。为实验中采用微波辅助溶胶–凝胶法，通过在原料了提高导电率及增加容量，通常进行掺杂改性以提中分别添加蔗糖及硝酸铝，对Li4Ti5O12进行Al、C[3–4]高电化学性能。的掺杂，并研究掺杂对样品电化学性能的影响。[5]溶胶–凝胶法是比较成熟的均相混合技术，1实验此工艺制备的材料具有纯度高、均