FeTiO溶体的制备及其储锂性能的研究.docx

优秀毕业论文 精品参考文献资料 学位论文数据集中图分类号 学位论文数据集 中图分类号 TB33 学科分类号 1 5045 论文编号 1001 020110266 密 级 公开 学位授予单位代码 10010 学位授予单位名称 北京化工大学 作者姓名 田水清 学 号 2008000266 获学位专业名称 化学 获学位专业代码 0703 课题来源 自选 研究方向 纳米复合材料 论文题目 Fe．Ti-O固溶体的制备及其储锂性能的研究 关键词 锂离子电池，负极材料，三氧化铁，二氧化钛，固溶体 论文答辩日期 201 1．05．19 ·论文类型 应用研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名 职称 工作单位 学科专长 指导教师 宋怀河 教授 北京化工大学 材料学 评阕人1 陈晓红 教授 北京化工大学 材料学 评阅人2 王安邦 副研究员 防化研究院一所 化学电源 评阅人3 评阅人4 评阅人5 徽员会拂 郭林 教授 北京航空航天大学 材料学 答辩委员1 王峰 教授 北京化工大学 材料学 答辩委员2 杨儒 教授 北京化工大学 材料学 答辩委员3 刘家祥 教授 北京化工大学 材料学 答辩委员4 李友芬 副教授 北京化工大学 材料学 答辩委员5 注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它 二．中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。 三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T 13745-9)((学科分类与代码》中查 询。 四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。 Fe． Fe．Ti-。固溶体的制备及其储锂性能的一稍摘要 摘要 为了满足人类对高性能锂离子二次电池的应用需求，科研工作者通过 不断探索来改变锂电池的材料种类和结构以进一步提高其性能。对负极材 料而言，提高性能主要体现在提高比容量、倍率性能和循环稳定性。而负 极材料的纳米化、结构功能化和掺杂改性，是行之有效的方法。 铁的氧化物具有很好的储锂性能，其理论比容量均在650mAh／g以上， 尤其是三氧化铁其理论比容量可高达1005mAh／g。但在锂离子嵌入和脱出 过程中会引起较大的体积变化，造成材料粉化、结构坍陷，而使循环性能 变差。二氧化钛为“零应变材料，具有很好的循环稳定性，但其比容量 较低，理论比容量仅为168mAh／g。 为了得到既具有高比容量又具有良好循环稳定性的锂电池负极材料， 我们通过水热法及后续热处理制备出Fe．Ti。O固溶体材料。主要考察了 Ti／Fe比、热处理条件和导电剂的添加量对固溶体储锂性能的影响。利用 XRD、TEM、SEM和EDX测试分析手段研究了不同条件下得到的固溶体 材料的形态和结构，考察其电化学性能，并将材料组成、结构与其储锂性 能相关联。 结果表明，固溶体材料属纳米级，经热处理后均表现出更好的电化学 性能，热处理温度越高其电化学性能越好，400。C空气2小时是最佳热处 理条件；在固溶体中当Fe3+含量较低时，固溶体的比容量较低，其性质与 北京化工人学硕一I 北京化工人学硕一I：学位论文 二氧化钛类似；当固溶体中，Fe3+的含量较高时，固溶体的比容量也较高， 其性质与三氧化二铁相似。当Ti4+：Fe3+=O．19时，固溶体Fel．5Tio．503为多 晶体，该固溶体经300度空气热处理2小时后，其首次可逆比容量可达 862．3mAh／g，50次循环后其可逆比容量为721．6mAh／g。该固溶体材料具 有很好的循环稳定性和较高的比容量，可能成为下一代优越的锂离子电池 负极材料。 关键词：锂离子电池，负极材料，三氧化铁，二氧化钛，固溶体 lithium-ion lithium-ion secondary battery,researchers are continuing to devote their talents on exploration of different materials or deffrent structures．To enhance the property of anode material，the synthesis of nanomaterials，structural functionalization and doping are usually used choice to improve the specific capacity and