用于锂电池阳极的纳米结构钛酸盐

用于锂电池阳极的纳米结构钛酸盐

采用绿色能源替换化石能源能够解决当前面临的环境污染和能源危机。锂电池因其较高的能量密度，较好的循环性能以及较大的比能量而得到了广泛应用。电极是锂电池重要组成部分，而电极材料的选择直接影响锂电池性能。由于对锂电池阴极材料的研究已经较为完备，并且确定了一系列具有结构稳定、充放电循环稳定且制备简单的阴极材料。但是，需要对阳极材料的选择进行研究。

锂电池阳极材料需要具有的特征包括：嵌锂电位较低；具有良好的电子导电率和离子迁移率，且比容量较大；化学性质稳定，不与电解液发生反应；容易制备、成本低。而纳米结构钛酸盐（钛酸锂）材料能够满足上述要求，与传统石墨等阳极材料相比，纳米结构钛酸盐即使在低电位（0.05～2.1V）下仍然具有良好的电化学活性。

纳米结构钛酸盐的制备选择操作容易且过程易被控制的水热法。制备时，将定量的氧化钛粉末置于装有氢氧化钠溶液的高压釜中进行充分搅拌混合，充分混合后进行水热反应，反应完成后对生成的沉淀物进行蒸馏水洗涤，直至沉淀物的pH值为中性，烘干便得到纳米结构的钛酸盐。采用X射线衍射仪对生成的纳米结构钛酸盐进行物相分析，确定其结构形貌表征。采用循环伏安法对纳米结构钛酸盐的电化学性能进行测试。测试结果显示：①在电流密度为0.5A/g时，应为充放电1200个循环，纳米结构钛酸盐负电极的比容量仍能保持120mAh/g；②而当比电流为10A/g时，纳米结构钛酸盐负电极仍然能够提供38mAh/g的比容量。

刊名：Journal of Power Sources（英）

刊期：2016年第305期作者：Mechthild Lübke

编译：王祥