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摘要
由于具有高安全性和优异的循环稳定性，二氧化钛(TiO2)作为负极材料被广泛地应用于锂离子电池领域。但是较差的导电性和离子传输速率限制了TiO2的进一步应用和发展。鉴于此，我们以花状NH2-MIL-125 （Ti）为前驱体和硬模板，成功合成出了具有花状结构的超细纳米TiO2/多孔氮掺杂碳片（N-doped porous carbon）复合物(记为FL-TiO2/NPC)。过程中所制备的纳米TiO2-金属有机构架 （Ti-MOF）展现出由二维褶皱多孔纳米片堆积、组装而成的花状结构。一方面，二维褶皱纳米片包含TiO2纳米颗粒可以增大活性物质与电解液的接触面积；另一方面，氮掺杂多孔碳基体可以提高整体复合物的导电性和结构完整性。将所获得的FL-TiO2/NPC作为负极组装成的锂半电池，在0.5 A·g-1、300圈后仍有384.2 mAh·g-1以及在1 A·g-1、500圈仍有279.1 mAh·g-1的比容量。进一步性能测试表明，在2 A·g-1、2000圈长循环测试后，其仍能保持256.5 mAh·g-1的比容量和接近100%的库伦效率。该优异的电化学活性和稳定性主要起源于材料独特的花状结构。我们的合成策略为今后制备高储锂性能的金属氧化物/多孔氮掺杂碳负极提供了一种新的思路。
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单位武汉理工大学; 材料复合新技术国家重点实验室
