钛酸锂用作聚合物锂电池的负极效果怎么样?

  钛酸锂因零应变特性已成为性能优异的聚合物锂电池负极材料,但导电性差和锂离子扩散率低等问题限制了其广泛应用.

  纯相的钛酸锂低的Li扩散系数和低电导率(10﹣10S/cm)导致聚合物锂电池在大电流快速充放电时容量衰减很快,所以其改性显得非常必要。钛酸锂的改性方式有纳米化、形貌控制、碳包覆、金属掺杂以及氮化处理等。

  钛酸锂是一种复合氧化物,由过渡金属钛和低电位金属锂组成,是固溶体体系中的一员,其晶体结构为尖晶石型,空间点阵群为Fd3m,晶胞参数为0.836nm具有锂离子三维扩散通道。

  控制钛酸锂的形貌,将材料纳米化可以提高离子导电率和电子导电率,但是在循环过程中纳米颗粒极易团聚对循环稳定性带来消极影响因此如何获得相对稳定的球形纳米材料以及如何去固化这种结构是颗粒纳米化方向的研究重点。

  碳包覆改性方法是基于物理阻隔纳米粒子的团聚以及提高颗粒材料的表面电导率而产生的,即在钛酸理负极材料表面覆盖一层导电物相。

  钛酸锂作为锂离子电池负极材料,其制备的方法主要是高温同相法、水热法和溶胶凝胶法·钛酸锂材料的改性对于其高倍率下性能的提高意义重大通过将材料做成纳米级别可以增大材料的比表面而增大与电解质的反应面·碳材料与钛酸锂复合能够改善钛酸锂材料的导电性石墨烯材料与钛酸锂复合可以得到电化学性能不错的复合材料.合适的金属掺杂钛酸锂晶体会改善其导电性能·氮化处理没有明显改变钛酸锂的晶体结构,保持了钛酸锂材料零应变的特性,而能显著改善电导率和离子导电率,得到高倍率下优异的容量性能和循环性能在实际应用中应将几种改性方法结合起来采用合适的制备方法,从体相内的掺杂、表面结构的优化以及材料颗粒形貌及大小等方面综合设计和考虑。

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