用于鋰電池陽(yáng)極的納米結(jié)構(gòu)鈦酸鹽

采用綠色能源替換化石能源能夠解決當(dāng)前面臨的環(huán)境污染和能源危機(jī)。鋰電池因其較高的能量密度，較好的循環(huán)性能以及較大的比能量而得到了廣泛應(yīng)用。電極是鋰電池重要組成部分，而電極材料的選擇直接影響鋰電池性能。由于對(duì)鋰電池陰極材料的研究已經(jīng)較為完備，并且確定了一系列具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、充放電循環(huán)穩(wěn)定且制備簡(jiǎn)單的陰極材料。但是，需要對(duì)陽(yáng)極材料的選擇進(jìn)行研究。

鋰電池陽(yáng)極材料需要具有的特征包括：嵌鋰電位較低；具有良好的電子導(dǎo)電率和離子遷移率，且比容量較大；化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與電解液發(fā)生反應(yīng)；容易制備、成本低。而納米結(jié)構(gòu)鈦酸鹽（鈦酸鋰）材料能夠滿足上述要求，與傳統(tǒng)石墨等陽(yáng)極材料相比，納米結(jié)構(gòu)鈦酸鹽即使在低電位（0.05～2.1V）下仍然具有良好的電化學(xué)活性。

納米結(jié)構(gòu)鈦酸鹽的制備選擇操作容易且過(guò)程易被控制的水熱法。制備時(shí)，將定量的氧化鈦粉末置于裝有氫氧化鈉溶液的高壓釜中進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌希浞只旌虾筮M(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)完成后對(duì)生成的沉淀物進(jìn)行蒸餾水洗滌，直至沉淀物的pH值為中性，烘干便得到納米結(jié)構(gòu)的鈦酸鹽。采用X射線衍射儀對(duì)生成的納米結(jié)構(gòu)鈦酸鹽進(jìn)行物相分析，確定其結(jié)構(gòu)形貌表征。采用循環(huán)伏安法對(duì)納米結(jié)構(gòu)鈦酸鹽的電化學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示：①在電流密度為0.5A/g時(shí)，應(yīng)為充放電1200個(gè)循環(huán)，納米結(jié)構(gòu)鈦酸鹽負(fù)電極的比容量仍能保持120mAh/g；②而當(dāng)比電流為10A/g時(shí)，納米結(jié)構(gòu)鈦酸鹽負(fù)電極仍然能夠提供38mAh/g的比容量。

刊名：Journal of Power Sources（英）

刊期：2016年第305期作者：Mechthild Lübke

編譯：王祥