摘要商业化锂离子电池正极采用 LiCoO2，负极采用石墨。但是碳基材料作为负极时，充放电时锂离子在负极堆积形成枝晶，刺穿隔膜而短路，进而引发燃烧爆炸，因此对安全负极的研究一直是一个重要方向。在安全负极材料中，TiO2由于其高容量和低成本等优势而备受关注。但是所有的钛基材料都导电性较差，这限制了其实际放电容量和倍率性能。本文旨在通过一种简单的水热法来制备中空 TiO2微球，并考察其电化学性能。研究发现中空球形 TiO2具有优异的循环稳定性和倍率充放电性能，在 2000 mA•g-1电流密度下，空心 TiO2的首周放电容量为 253 mAh•g-1，经过 100 周循环仍能保持在 162 mAh•g-1，实心 TiO2球首周放电容量为167 mAh•g-1，100 周循环后仅能保持在91 mAh•g-1。该论文有图5 幅，参考文献13 篇。51435
毕业论文关键词：锂离子电池 负极 水热法 中空球型
TiO2 Synthesis and Electrochemical performance of TiO2hollow spheresAbstract:TiO2 has been widely investigated as promising safer alternatives for graphiteanode. As anode, TiO2 electrode materials possess both low cost as graphite, but ahigher Li+ intercalation potential so that the deposition of metallic lithium is avoided.However, all the titanium-based electrode materials demonstrate a poor conductivity,and this seriously limits their rate performance. In this work, hollow TiO2 micro-spheres are prepared via a simple hydrothermal route by adding H3BO3. As anode, theobtained hollow spheres present stable cycle performance and excellent high rateperformance. At the current density of 2000 mA/g, hollow TiO2 micro-spheresdemonstrate a high initial discharge capacity of 253 mAh•g-1, and can be retained at162 mAh•g-1after 100 cycles, while for which solid TiO2 micro-spheres justdemonstrate a low initial discharge capacity of 167 mAh•g-1 and reversible capacity of91 mAh•g-1after 100 cycles.
Key Words: lithium ion battery anode hydrothermal method TiO2 hollowspheres
目录
摘要Ⅰ
Abstract-Ⅱ
目录Ⅲ
1前言-1
2实验部分-3
2.1实验药品与仪器3
2.2样品的制备与表征-3
2.3电化学性能测试3
3结果与讨论4
3.1样品的表征4
3.2样品的电化学性能测试-8
4结论-9
参考文献10
致谢12
1 前言随着现代科技的发展，高性能、小型化的便携式电子设备成为了生活中必需品，这些电子设备需要较长的续航时间，这对电池提出了更高的要求。锂离子电池因其电压高、体积小、质量轻、比容量高、无记忆效应、绿色无污染、自放电小、寿命长等优点成为电池中的佼佼者[1][2]。锂离子电池是上世纪开发成功并得到广泛应用的新型的电池。Armond 在20 世纪八十年代率先提出二次锂电池的负极可以用脱嵌锂的化合物，即使用交换锂离子的层状化合物作为正、负极材料。这种体系降低了锂枝晶在负极的产生，提升了电池的安全性。同年，美国研究者 Goodenough 提出了充电锂电池的正极材料使用LiCoO2，锂离子电池体系初步产生。在接下来的十年探索中，到了 1988 年到 1990 年之间发现了一种替代金属锂作为锂离子电池负极的材料——石墨结构碳。至此形成了电池正极是过渡金属复合氧化物与锂，电池负极是石墨结构的碳材料作为，电解液是有机电解液的锂离子电池体系。这有效的降低了负极锂离子枝晶堆积造成的安全隐患，并且该体系嵌锂电位较低，电压损失小。Nargoura 在 1990 年成功研制正极为 LiCoO2，负极为石墨焦的锂离子充电电池[3]：LiC6 | LiC1O4-PC+EC | LiCoO2同年 ，Moli 和Sony 两大电池公司宣称将推出电池正极材料为LiCoO2，负极活性材料是石墨焦的“摇椅式电池”，并且提出了“锂离子电池”的概念。在接下来，不断改进和完善的锂离子电池技术，使锂离子充电电池成为了高性能、小型化便携式电子设备的首选电源。目前锂离子电池负极材料主要有：碳基材料、合金类、过渡金属氧化物材料及其他的负极材料。锂离子现在多以碳基材料，因为碳基材料有以下优点[4]：（1）比容量高；（2）氧化还原电位较低，电池电压输出可以更高；（3）充放电过程中结构稳定，循环性能良好；（4）化学及电化学性能稳定； TiO2中空球的制备及其电化学性能的研究:http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_55065.html