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球形核壳双晶二氧化钛负极材料的制备及储锂/钠性能研究

刘黎  颜子超  谭金黎  周倩  黄志峰  舒洪波  杨秀康  王先友  
【摘要】:钛基负极材料具有化学性质稳定、原料储存广、无污染等优点引起了研究者的广泛关注[1,2]。本文通过一步溶剂热法合成了一种新型球形核壳双晶二氧化钛材料,并采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM)和高清透射电镜(HRTEM)对材料进行了结构、形貌表征。结果表明,制备的核壳球形材料由壳层TiO2(B)纳米片包覆于由纳米粒子组成的锐钛矿TiO2球上构成。这种独特的微纳多孔核壳结构使该材料具有优异的电化学性能。充放电测试表明,该材料具有优异的储锂性能。以金属锂作为对电极构成半电池,该材料在5040 mA/g(30 C)的超高电流密度下,首次充放电库伦效率为100%,首次放电比容量为114.8mAh/g,100次循环容量无衰减,并且在375次循环后其比容量仍然保持在91.7 mAh/g。此外,该材料具有较好的储钠性能。在以金属钠为对电极的半电池中,该材料具有良好的循环性能和倍率性能。在170 mA/g的电流密度下,循环50次后,比容量为131 mAh/g。这种具有优异电化学性能的材料作为锂/钠离子电池负极材料具有很好的研究意义及应用前景。

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