纳米核壳二氧化钛的可控制备及储锂性能研究

摘要/Abstract

摘要： 以氟钛酸铵为钛源，采用尿素和双氧水控制Ti4+水解速率，经过一步水热，制备出了锐钛矿型的二氧化钛核壳纳米结构，500 ℃煅烧处理得到电极材料。采用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）、恒流充放电及循环伏安测试对材料的结构、形貌和电化学性能进行表征。结果表明产物形貌尺寸均一，分散性较好。与市售二氧化钛纳米颗粒相比，二氧化钛核壳纳米结构具有多孔结构及优异的结构稳定性，从而具有更好的循环性能和倍率性能。在0.1C倍率下，二氧化钛核壳纳米结构放电比容量为344 mA·h/g，当放电倍率提高到10C时，仍然具有72 mA·h/g的放电比容量。在1C的放电倍率下，经过100次循环，二氧化钛核壳纳米结构放电容量保持率为80%。

关键词: 锂离子电池, TiO2, 电化学性能

Abstract: TiO₂ core-shell nanostructures have been hydrothermally prepared through controlling hydrolysis rate of Ti⁴⁺ ions by urea and H₂O₂ in（NH₄）₂TiF₆ aqueous solution.Electrode materials were obtained by post-heating at 500 ℃.The structure， morphology，and electrochemical performance prepared materials were characterized by XRD，FESEM，and galvanostatic charge-discharge measurements and cyclic voltammetry.Result indicated that the products had well-defined morphologies， uniform sizes，and good dispersion.In comparison with commercial TiO₂ nanoparticles，core-shell structures had unique porous structures and excellent structural stability，thus exhibiting a superior cycle performance and rate capability.TiO₂ core-shell nanostructures can deliver a discharge capacity of 344 mA·h/g and 72 mA·h/g at 0.1C and 10C rates，respectively. Moreover，TiO₂ core-shell nanostructures delivered a high retained capacity about 80% at 1C after 100 cycles.

Key words: lithium ion batteries, TiO₂, electrochemical performance

中图分类号:

TQ134.11

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