TiN锂离子电池负极材料的合成及其电化学性能.pdf

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1、物理化学学~E(WuliHuaxueXuebao)ActaPhys．一Chim．Sin．，2010，26(12)：3187—31923187December[Article]、)lnv、v．whxb．pku．edu．cn高倍率尖晶石型Li4Ti5O．2／TiN锂离子电池负极材料的合成及其电化学性能周晓玲黄瑞安吴肇聪杨斌戴永年(昆明理工大学冶金与能源工程学院，真空冶金国家212程实验室，昆明650093)摘要：以乙酰丙酮(ACAC)为螯合剂、聚乙二醇(PEG)为分散剂，采用溶胶一凝胶法合成了尖晶石型LjTisOTiN材料．考察了TiN膜对尖晶石型LiT

2、iO．锂离子电池负极材料电化学性能的影响．利用X射线光电子能谱fXPS)对LiTi。O，表面的TiN膜进行了分析．X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析表明，LiTisO-z，_riN材料为结晶良好的亚微米纯相尖晶石型钛酸锂．电化学性能测试表明，该材料的首次放电比容量为173．OmAh．g～，并且具有良好的循环性能，以0．2C、1C、2C、5C倍率放电进行测试，10次循环后比容量分别为170．6、147．6、135．6、111．0mAh·g～，较之表面无TiN膜的钛酸锂材料表现出更好的倍率特性．循环伏安曲线(cv)，交流阻抗图谱(EIS)

3、进一步论证了TiN膜改善了尖晶石型LiTiO．锂离子电池负极材料的电化学性能．关键词：锂离子电池：尖晶石型钛酸锂；氮化钛膜：负极材料：溶胶-凝胶法；聚乙二醇中图分类号：0646SynthesisandElectrochemicalPropertiesofHigh·RateSpinelLi4Ti5OI2／TiNAnodeMateriaIforLithium—IonBatteriesZHOUXiao·LingHUANGRui-AnWUZhao—CongYANGBinDAIYong—Nian(NationalEngineeringLaboratoryfor

4、VacuumMetallurgy,FacultyofMetallurgicalandEnergyEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093，PR．China)Abstract：SpinelLi4Ti5OI2，1．iNwassuccessfullypreparedbysol—gelprocessingusingacetylacetone(ACAC)asachelatingligandandpolyethyleneglycol(PEG)asadispersant．Th

5、eefectoftheTiNfiImontheelectrochemicalpropertiesofspinelLi4Ti5OI2forlithium—ionbatterieswasstudied．TheLi4Ti5O厂nNwasanalyzedbyX-rayphotoelectronspectroscopy(XPS)．X-raydifraction(XRD)paRernsandscanningelectronmicroscope(SEM)imagesshowedthatthisanodematerialwiththeTiNfilmwaspuresp

6、inelLi4115O12andwasofsub—micronsize．TheinitialspecificdischargecapacityoftheLi4Ti5O,#TiNiS173．OmAh·g～．Whentestedatarateof0．2C，1C，2C，and5C。itstillretainedadischargecapacityof170．6。147．6，135．6，and111．0mAh·g～，respectively,after10cycles，indicatingthatLi4Ti5OI2，1_iNhadbetterhigh—rat

7、eperformancethanthatwithouttheTiNfiIm．ThepositiveefectoftheTiNfiImonIithium—ionbakerieswasalsodemonstratedbycyclicvoltammetry(CV)andelectrochemicalimpedancespectroscopy(EIS)．KeyWords：Lithium—ionbat【ery：SpinelLiTi5OI2：TiNfilm；Anodematerial；Sol-gelprocessingPolyethyleneglycolRece

8、ived：June25，2010；Revised：September2，2010；PublishedonWe