前人工作生資格考試

賈磊2011311008指導(dǎo)老師邱新平教授鈦酸鋰負(fù)極材料的電化學(xué)性能研究與改善答辯內(nèi)容背景介紹1.研究設(shè)想與思路2.擬解決的關(guān)鍵問題3.背景介紹對于化石能源的大量消耗以及帶來嚴(yán)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(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)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(fù)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(jié)構(gòu)，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(dǎo)率（10-9S/cm），鋰離子擴(kuò)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(dǎo)電率：碳包覆、高導(dǎo)電金屬粒子包覆、摻雜等2.提高鋰離子傳導(dǎo)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(shè)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(yán)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(xué)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(jìn)一步進(jìn)行修飾碳包覆：選用不同的碳源和碳化溫度進(jìn)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(jìn)行金屬摻雜來改變晶格結(jié)構(gòu)擬解決的關(guān)鍵問題研究能