Y3+掺杂Li4Ti5O12负极材料的电荷输运特性及电化学性能研究

摘要：

以Li2CO3与锐钛矿型TiO2为原料,六水合硝酸钇(Y(NO3)3·6H2O)为钇源,采用球磨辅助固相法合成了Li4 Ti5-xYxO12(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20)负极材料.通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)与X射线光电子能谱(XPS)分别对材料的物相与形貌进行表征分析,并利用电化学工作站对材料的电化学性能与电荷输运特性进行测试.结果表明,Y3+掺杂没有影响尖晶石型Li4Ti5O12(LTO)材料的尖晶石结构,x=0.15时,Li4Ti4.85Y0.15 O12样品的离子与电子电导率分别为2.68×10-7 S·cm-1和1.49×10-9 S·cm-1,比本征材料提升了1个数量级,表现出良好的电荷输运特性.电化学测试表明,Li4Ti4.85Y0.15O12样品在0.1 C倍率首次放电比容量可达171 mAh·g-1,且在10 C与20 C高倍率下仍然拥有102 mAh·g-1和79 mAh·g-1的较高比容量,循环200周次后容量保持率分别为92.6％和89.1％,表现出良好的倍率特性.

关键词：掺杂、钛酸锂、电导率、稀土离子、高倍率

所属期刊栏目：50

分类号：TM912.9

资助基金：天津市重点研发项目;河北省自然科学基金;河北省自然科学基金

在线出版日期：2022-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：102-110