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水热法制备锂离子二次电池用球形Li4Ti5O12负极材料及其电化学性能

闫慧 , 其鲁 , 张鼎 , 王正德 , 刘云颖 , 王晓霞 , 朱铁勇

无机材料学报 doi:10.15541/jim20160121

以LiOH溶液和不同粒径的自制球形TiO2为反应物,通过水热法快速地合成了尖晶石型结构的球形Li4Ti5O12,并考察了材料合成的水热反应机理和电化学性能.TiO2在100℃、5 mol/L LiOH溶液中经水热反应20 h得到前驱体,再经800℃热处理2h便可得到粒径大小不同(0.5~1.5 μm)且分布均匀的球形尖晶石Li4Ti5O12材料.LiOH在水热反应条件下扩散到球形TiO2内部,得到在分子水平混合均匀的Li-Ti-O中间体,利于高温下生成纯相的尖晶石Li4Ti5O12.所得粒径大小不同的Li4Ti5O12材料均表现出稳定的电化学循环充放电性能,其中,粒径为0.5 μm的Li4Ti5O12材料的电化学性能最好:室温下,以0.2 C的倍率进行充放电,其可逆容量达到158 mAh/g,70周后容量保持率高于99%;同时还表现出优异的高温循环稳定性,55℃下以0.2 C的倍率进行充放电,50次循环后其可逆放电比容量仍能达到125 mAh/g.

关键词: 锂离子二次电池 , 水热法 , 球形 , Li4Ti5O12

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