鋰離子電池負(fù)極墨水的制備及性能研究

祁攀虎，屈銀虎，成小樂，時(shí)晶晶，符寒光

(西安工程大學(xué)材料工程學(xué)院，西安710048)

為了適應(yīng)各類電子設(shè)備的發(fā)展及需求，各國(guó)學(xué)者展開了微型化電池的研究，以期研制出能夠?yàn)楦黝愇⑿驮O(shè)備提供安全的、輕便的電子能源［1－3］.鋰離子電池是近些年發(fā)展起來的具有優(yōu)良性能的新一代可充電電池.鋰離子電池研究的關(guān)鍵是電極材料的選取.傳統(tǒng)的碳負(fù)極材料在高倍率及高安全等方面已逐漸暴露出一些不足，因此需要尋找性能更加優(yōu)異的新型負(fù)極材料.

近年來，尖晶石型鈦酸鋰(Li4Ti5O12)以其循環(huán)性能優(yōu)異、使用壽命長(zhǎng)和安全性能高等特點(diǎn)倍受關(guān)注.選用新型的鈦酸鋰(Li4Ti5O12，其熔點(diǎn)為1 520～1 564℃)來作為制備棒狀電極的負(fù)極活性顆粒，該材料是典型的尖晶石結(jié)構(gòu)，由于其在嵌脫鋰過程中晶格常數(shù)幾乎不發(fā)生變化，被稱為“零應(yīng)變”材料，使其具有優(yōu)良的可逆性和較長(zhǎng)的壽命［4－6］.另外，它具有較高的嵌鋰電位，可防止鋰枝晶的出現(xiàn)和固體電解質(zhì)界面膜(SEI膜)的形成［7］，從而安全性能得到提高.作為負(fù)極材料，鈦酸鋰(Li4Ti5O12)以1.55 V的平臺(tái)深得研究人員青睞，因?yàn)檫@不僅降低了電池的端電壓和能量密度，而且很大程度上提高了電池的安全性能［8－13］.在 25 ℃下，Li4Ti5O12的化學(xué)擴(kuò)散系數(shù)為2×10－8cm2/s，比碳負(fù)極材料中的擴(kuò)散系數(shù)大一個(gè)數(shù)量級(jí)，高的擴(kuò)散系數(shù)使得該負(fù)極材料可以快速、多循環(huán)充放電［14］.尖晶石鈦酸鋰(Li4Ti5O12)因其固有的特性而被認(rèn)為是用于大功率鋰離子電池(LIB) 中最有前途的陽(yáng)極材料之一［4－7，15－16］，有望解決鋰離……