锂离子电池电极材料Li4Ti5O12@TiO2的制备及性能

作者：华丽; 曾建华^*; 樊锋凯; 朱玉涵; 翁方青

来源：兰州大学学报(自然科学版), 2023, 59(02): 271-278.

DOI：10.13885/j.issn.0455-2059.2023.02.017

• Li4Ti5O12
• TiO2
• 复合物
• 锂离子电池

用水热法制备Li4Ti5O12@TiO2复合材料与同样方法制备的尖晶石型Li4Ti5O12进行对比.对2种材料采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、光电子能谱仪(XPS)进行表征;N2吸附-脱附曲线进行比表面积分析;恒电流充放电测试和电化学交流阻抗(EIS)技术进行电化学性能分析.结果表明Li4Ti5O12@TiO2和Li4Ti5O12均呈颗粒状,粒径分别约为50和70 nm.XPS分析显示Li4Ti5O12@TiO2中的Ti为+4价态.电化学测试结果显示Li4Ti5O12复合了锐钛型TiO2后其充放电比容量较纯Li4Ti5O12高主要原因是嵌入到尖晶石型Li4Ti5O12晶格中的TiO2.EIS分析显示Li4Ti5O12复合TiO2后降低了欧姆接触电阻和电化学反应中的电荷转移电阻,提高了电极表面与电解液间的固-液界面双电层电容,有利于Li+的嵌入和脱出,增大其可逆比容量.两种材料中Li+的扩散系数分别为3.36×10-10和2.03×10-12cm2/s.比表面积分析显示复合TiO2后的Li4Ti5O12具有较大的比表面积(73.65 m2/g),纯Li4Ti5O12的比表面积为56.23 m2/g.Li4Ti5O12复合TiO2后作为锂电池的阳极材料更有利于Li+扩散,为Li+的脱嵌提供较好的通道,其比容量也得到提高.

• 单位
  生命科学学院; 湖北第二师范学院