锂电池负极材料钛酸锂改进

业内人员表示,钛酸锂材料在2-3年后,一定会成为新一代锂电池负极材料而被广泛应用在新能源汽车、电动摩托车和要求高安全性、高稳定性和长周期的应用领域,因为钛酸锂的高安全性、高稳定性、长寿命和绿色环保的特点。

锂电池图片

钛酸锂

尖晶石型钛酸锂被作为一种备受关注的负极材料,因具有如下优点:

1.钛酸锂在脱嵌锂前后几乎“零应变”(脱嵌锂前后晶胞参a从0.836nm仅变为0.837nm);

2.嵌锂电位较高(1.55V),避免“锂枝晶”产生,安全性较高;

3.具有很平坦的电压平台;

4.化学扩散系数和库伦效率高。

钛酸锂的诸多优点决定了其具有优异的循环性能和较高的安全性,然而,其导电性不高、大电流充放电时容量衰减严重,通常采用表面改性或掺杂来提高其电导率。

如化学专家以Mg(NO3)2为镁源,通过固相法制备了Mg2+掺杂的钛酸锂,表明掺杂Mg2+并没有破坏钛酸锂的尖晶石晶体结构,且掺杂后材料的分散性更佳,其在10C放电倍率下的比容量可达到83.8mAh/g,是未掺杂材料的2.2倍,且经过10次充放电循环后容量无明显衰减,经交流阻抗测试表明,掺杂后材料的电荷转移电阻明显降低。有的学者通过高温固相法,分别采用Li2CO3和柠檬酸锂作为锂源,制备了纯相的钛酸锂和碳包覆的钛酸锂,

实验表明,经碳包覆的钛酸锂具有较小的粒径和良好的分散性,表现出更优的电化学性能,主要归因于碳包覆提高了钛酸锂颗粒表面的电子电导率,同时较小的粒径缩短了Li+的扩散路径。

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