前人工作生資格考試

賈磊2011311008指導老師邱新平教授鈦酸鋰負極材料的電化學性能研究與改善答辯內(nèi)容背景介紹1.研究設想與思路2.擬解決的關鍵問題3.背景介紹對于化石能源的大量消耗以及帶來嚴重的環(huán)境污染問題尋找清潔的能源已經(jīng)成為了經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關鍵條件鋰離子電池能量密度高、對環(huán)境無污染鋰離子電池工作原理使用石墨作為負極的缺點：在嵌鋰的過程中，由于石墨的層間距較大，容易發(fā)生鋰離子與電解液溶劑在石墨層間的共同插入，造成體積膨脹，影響使用壽命。

由于石墨自身高度取向的層狀結構，使得鋰離子插入的方向性單一，在大電流放電情況下性能較差。Li4Ti5O12材料簡介1.不易形成SEI膜，安全性好2.充放電過程體積膨脹很小，循環(huán)性能好優(yōu)點缺點1.電壓平臺高（1.55V），理論容量(175mAh/g)較低2.電子電導率（10-9S/cm），鋰離子擴散系數(shù)（10-8cm2/s），倍率性能不好Li4Ti5O12材料的改性改性目的提高材料的倍率性能1.提高電子導電率：碳包覆、高導電金屬粒子包覆、摻雜等2.提高鋰離子傳導率：將材料納米化J.Lim,E.Choi,J.Kim.J.Electrochem.Soc.,2011,158,(3),A275-A281J.Lim,E.Choi,J.Kim.J.Electrochem.Soc.,2011,158,(3),A275-A2811H.G.Jung,S.T.Myung,Y.K.Sun.EnergyEnviron.Sci.,2011,4,1345.

2B.H.Li,C.P.Han,Y.B.He,C.Yang,H.D.Du,Q.H.Yang,F.Y.Kang,EnergyEnviron.Sci.2012,5,9595.合成過程中容易產(chǎn)生雜質(zhì)相1G.J.Wang,J.Gao,L.J.Fu,N.H.Zhao,Y.P.Wua,T.Takamura,J.PowerSources2007,174,1109.

2Y.J.Hao,Q.Y.Lai,Z.H.Xu,X.Q.Liu,X.Y.Ji,SolidStateIonics2005,176,1201.

3L.F.Shen,C.Z.Yuan,H.J.Luo,X.G.Zhang,K.Xua,Y.Y.Xia,J.Mater.Chem2010,20,6998.

4C.Lai,Y.Y.Dou,X.Li,X.P.Gao,J.PowerSources2010,195,3676.研究設想與思路如何合成高性能Li4Ti5O12材料：探索新的合成方法如何合成高純度Li4Ti5O12材料：嚴格控制Li/Ti的配比等條件優(yōu)化合成方法高溫固相法溶膠-凝膠法水熱法1.合成溫度2.原料Li/Ti配比材料純度3.混料方法4.鋰源的選擇電化學性能高溫固相法1.合成溫度2.原料Li/Ti配比1.合成溫度2.原料Li/Ti配比溶膠-凝膠法水熱法具體優(yōu)化參數(shù)進一步進行修飾碳包覆：選用不同的碳源和碳化溫度進行不同的碳包覆量制備納米材料，盡量減少材料尺寸，增大材料比表面積進行金屬摻雜來改變晶格結構擬解決的關鍵問題研究能