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《锂离子电池负极材料球形Li_4Ti_5O_12_的合成及性能研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷第期无机材料学报,年月,文章编号一一压铿离子电池负极材料球形的合成及性能研究高剑,姜长印,应皆荣,万春荣清华,北京大学核能与新能源技术研究院摘典研究了一种制备理离子电池负极材料的新工艺,水解制备出溶液,通以为原料过“”法,,外凝胶制备出球形前驱体与按计量比混合均匀再通过一定的热处理后制备了理离子电池负极材料球形采用、及电化学性能测试等分析手段考察了不同热处理温度对产品性能的影,、、、响结果发现经过热处理后得到的产品顺粒呈球形流动性好粒径分布均匀结晶度好产品具有较高的振实密度,达到并且还表现出较好的电化
2、学性能,在、之间充放电,其首次放电比容最一‘,经过次充放电循,一‘高达环后其放电比容量仍有研究表明该方法是一种适合制备高密度高活性材料的工艺方法关扭词理离子电池振实密度球形中圈分类号文献标识码,,,仆,,,罗盯勿“”艺妙石,,,卜·一,罗··一,一罗卜卜的优势是,引言一种无应力播入材料在充放电过程中几乎不发生结构改变,循环性能好有很好的充放电平台不与电解液反应价格便宜,容易制备锉离子电池是上世纪末发展起来的具有优良与商品化的碳负极材料相,通常具有更好电化学性能的新一代可充电电池负极材料在锉离子比性能,更容
3、易制电池中起着举足轻重的作用尖晶石型钦酸锉和安全性和合金类负极材料相比作为锉离子电池负极材料具有明备,成本更低显收稿一,一期收到修改稿期刁蔫众项目国家自然科学墓金清华大学基础研究羞金···作者简介高剑一,男,博士,助理研究员的期高剑,等锉离子电池负极材料球形的合成及性能研究当前人们对尖晶石型钦酸锉负极材性能测试一,料做了大量的研究工作但是该材料仍存在不取一已知质量的干燥量筒,将所要测量的样品能实现高导电性与高振实密度相统一的间题这与加入其中,,直轻轻振击量筒的底部至样品在量筒材料的结构和制备方法密切相关在
4、负中的体积不再发生变化,以后读出量筒中样品的体,极的制备工艺上目前主要是传统的固相反应法和积称出量筒和样品的总质量,再减去量简的质量溶胶一凝胶法这些方法可以制备出纳米后得出样品质量质量除以体积即为样品的振实密颗粒,通过减小十扩散路径来提高导电性但在解度,决堆积密度的间题上并没有起到多大作用因此有,用光衍射仪日本理学对前驱体,必要开发新的工艺为了提高振实密度制备球形及在不同温度下热处理后得到的进行相颗粒粉末产品是一种非常有效的途径作者已经,日本电子观察样品分析用扫描电镜“”开发出一种内凝胶工艺制备出了球形的
5、微观形貌用电池测试系统武汉兰电电子,一“负极材料其振实密度达到了本工,有限公司对实验电池进行恒流充放电循环测试“”作在内凝胶工艺的基础上开发出了一种新型的、一选取的电流密度为和对应“”外凝胶法来制备高密度球形负极材的充放电倍率分别为、和,充电终止,,料该工艺更简单制备出的粉末振实,电压为放电终止电压为密度更高本文还对材料的结构、形貌和电化学性能进行了一定的研究结果和讨论实验物相分析前驱体粉末、不同温度热处理后的及球形前驱体的制备标准的光衍射图如图所示从图“”,采用外凝胶法制备球形前驱体这是一种,“”可见采
6、用外凝胶法得到的前驱体粉末为无定型油包水体系的溶胶一凝胶造球技术以为态经过热处理后得到的产品主要成分,原料加入去离子水水解后制得约溶为,不过还有少量的和经过液,以煤油为分散剂,再在其中加入的司班和热处理后得到的产品的谱作为表面活性剂将溶液在搅拌条件图基本一致,都与标准的光衍射图完,下缓慢滴加入分散剂中形成油包水型的乳液加全对应,表明在下目标产物已基热乳液,通入,,水至约使水珠的升高本生成为了考察热处理时间对产物晶体结构的影,,珠转变为溶胶进而转化成凝胶小球沉淀出来离响,实验中还对前驱体在时分别热处理、心分
7、离后得到球形干凝胶前驱体、,和后所得产品进行分析的合成采用滴定法或分光光度法确定球形前驱体中、的含量后,再按摩尔夏比的比例称取·的,月巴万﹃启︵﹃私泳与前驱体混合均匀置于马弗炉中在空气、、。气氛下分别在下热处理后,即得到球形产品“实验电池的组装五号‘势将粉末、乙炔黑和聚四氟乙烯一。’按质量,用压片机压成厚比的比例混合均匀“,,夕度约为的薄片裁剪成功的圆片后在、“,图前驱体”不同温度处理后及标准的真空干燥箱内干燥以此电极片为电池。,以金属锉片为负极,的光衍射图正极隔膜用微孔,聚,,丙烯膜电解液为‘体积,比溶
8、液在充满干燥氢气湿度的手套箱内组装成实验电池峨无机材料学报卷,的产品结晶度不高的含量低不,这有助隙于电解液的进入和的扩散经过,产品中有相能使反应充分进行而的热处理后得到的产品的振实密度,·、产品的光衍射谱图与时的基本一致说明反一为由图可以看出经过应在时已完成,延长热处理时间不会使晶相再热处理后得到的产品形貌与经过热处理后,发生变化由此可见在热处理后的主得,,到的产品形貌比较相似但是晶粒长得更大粉,要产品即为目标产物是较为理想的
