銳鈦礦相TiO2納米電極材料的制備及儲(chǔ)鋰性能研究

關(guān)貴清， 鄒明忠， 林建平

(1. 寧德師范學(xué)院物理與電氣工程系， 福建寧德 352100； 2.福建師范大學(xué)物理與能源學(xué)院， 福建省量子調(diào)控與新能源材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 福建福州 350117)

銳鈦礦相TiO2納米電極材料的制備及儲(chǔ)鋰性能研究

關(guān)貴清1， 鄒明忠2， 林建平1

(1. 寧德師范學(xué)院物理與電氣工程系， 福建寧德 352100； 2.福建師范大學(xué)物理與能源學(xué)院， 福建省量子調(diào)控與新能源材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 福建福州 350117)

納米結(jié)構(gòu)銳鈦礦相TiO2材料具有儲(chǔ)鋰性能， 可用于鋰離子電池的負(fù)極材料. 為探索不同的結(jié)構(gòu)和形貌對(duì)儲(chǔ)鋰性能產(chǎn)生的影響， 本文分別用溶膠凝膠法和靜電紡絲法制得純銳鈦礦相的TiO2納米顆粒粉末(TiO2/NPs-400)和TiO2納米纖維(TiO2/NFs-400)， 并對(duì)所得樣品的晶相結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征. 然后通過(guò)充放電測(cè)試對(duì)比研究了它們的儲(chǔ)鋰性能. 結(jié)果表明， 無(wú)論是TiO2/NPs-400還是TiO2/NFs-400由于都是純的銳鈦礦相并具有較小的晶粒尺寸， 在前50次循環(huán)中均表現(xiàn)出優(yōu)秀的儲(chǔ)鋰性能. 但TiO2/NFs-400由于具有多孔狹長(zhǎng)孔道結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)， 它的循環(huán)性能和倍率性能優(yōu)于TiO2/NPs-400.

TiO2納米顆粒； TiO2納米纖維； 鋰離子電池； 負(fù)極材料

隨著人們對(duì)綠色環(huán)保鋰離子電池電極材料的關(guān)注， 近年來(lái)人們把目光移向了過(guò)渡金屬氧化物二氧化鈦(TiO2)負(fù)極材料[1-2]. 與傳統(tǒng)的石墨負(fù)極材料相比， 銳鈦礦TiO2負(fù)極材料雖然只有335mAh g-1的理論比容量， 但是它具有較高的嵌脫鋰電壓(對(duì)鋰電位約1.7伏)， 能夠有效避免SEI膜的形成， 增強(qiáng)電池的安全性， 保證電池在高倍率和較高溫度下正常工作[3-5]. 而且TiO2負(fù)極材料在嵌……