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基本信息

項(xiàng)目名稱：
溶膠凝膠法制備鈦酸鋰引起的若干問題
小類：
能源化工
簡介：
現(xiàn)階段鋰離子電池的應(yīng)用越來越廣泛，但是鋰離子電池的生產(chǎn)還是受到很多制約，其中負(fù)極材料的選擇就是其中之一，鈦酸鋰是一種相當(dāng)好的負(fù)極材料，然而他的制作過程還存在很多問題，本文針對(duì)鈦酸鋰制作生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的相關(guān)問題，提出了一些可行的解決方案，使它的應(yīng)用前景更加光明。
詳細(xì)介紹：
鋰離子電池是指分別用二個(gè)能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負(fù)極構(gòu)成的二次電池。這種靠鋰離子在正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移來完成電池充放電工作的、獨(dú)特機(jī)理的鋰離子電池被稱為“搖椅式電池”, 俗稱“鋰電”, 它被廣泛用在便攜式電子設(shè)備( 如筆記本) 、電動(dòng)汽車、國防工業(yè)等多方面, 具有廣闊的應(yīng)用前景, 成為近幾年廣為關(guān)注的研究熱點(diǎn)。然而負(fù)極活性材料為Li4Ti5O12 的鋰離子電池既可以克服傳統(tǒng)碳材料的一些缺點(diǎn)又具備一些優(yōu)越的性能。它是一種“零應(yīng)變材料”, 能夠避免充放電循環(huán)中, 由于電極材料的來回伸縮而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞, 從而提高電極的循環(huán)性能和使用壽命, 減少了隨循環(huán)次數(shù)增加而帶來比容量大幅度的衰減。Li4Ti5O12 作為負(fù)極材料和活性炭等可以組成鋰離子電池、全固態(tài)電池、混合型超級(jí)電容器, 表現(xiàn)出良好的性能。目前國內(nèi)外主要有兩種鈦酸鋰的制作方法，分別是固相合成法和溶膠凝膠法，但是均存在一些問題需要解決，如：如何控制反應(yīng)時(shí)間及反應(yīng)溫度，反應(yīng)中經(jīng)常會(huì)有TiO2產(chǎn)生等等?，F(xiàn)在國內(nèi)外許多科學(xué)家正在研究如何更好地制備鈦酸鋰及鈦酸鋰的改性問題，相信隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，新的制備工藝將層出不窮，Li4Ti5O12的性能將得到進(jìn)一步的發(fā)掘和提高，為人們的生活帶來更大的方便。

作品圖片

  • 溶膠凝膠法制備鈦酸鋰引起的若干問題

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

目的： 發(fā)現(xiàn)并解決尖晶石型Li4Ti5O12鋰離子電池負(fù)極材料制備過程中的問題。 基本思路： 根據(jù)目前國內(nèi)外現(xiàn)有研究結(jié)果，結(jié)合實(shí)驗(yàn)，利用SEM、XRD、DSC、TG等多種手段對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)一些現(xiàn)有制作方案當(dāng)中存在的問題，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，找出問題所在，并想辦法加以解決。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

與傳統(tǒng)的鋰離子電池負(fù)極材料相比，以Li4Ti5O12 為負(fù)極材料的鋰離子電池既可以克服傳統(tǒng)碳材料的一些缺點(diǎn) , 又具備一些優(yōu)越的性能。然而鈦酸鋰的制作始終是制約它廣泛應(yīng)用一大障礙，因此需要解決相關(guān)問題，如：反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、如何避免TiO2的出現(xiàn)等等。本文就是針對(duì)這些問題中的某些方面提出的，旨在使鈦酸鋰的生產(chǎn)應(yīng)用前景更加光明。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

現(xiàn)階段鋰離子電池的應(yīng)用越來越廣泛，但是鋰離子電池的生產(chǎn)還是受到很多制約，其中負(fù)極材料的選擇就是其中之一，鈦酸鋰是一種相當(dāng)好的負(fù)極材料，然而他的制作過程還存在很多問題，本文針對(duì)鈦酸鋰制作生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的相關(guān)問題，提出了一些可行的解決方案，使它的應(yīng)用前景更加光明。

學(xué)術(shù)論文摘要

[1]高玲、仇衛(wèi)華、趙海雷（北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院無機(jī)非金屬材料系）《Li4Ti5O12作為鋰離子電池負(fù)極材料電化學(xué)性能》； [2]華蘭, 楊曉燕, 康石林等.《摻雜Li4Ti5O12 作為鋰離子電池負(fù)極材料》； [3]吳延方, 董殿權(quán)( 青島科技大學(xué)化工學(xué)院, 山東青島266042)《鋰離子電池負(fù)極活性材料Li4Ti5O12的研究進(jìn)展》； [4]葛昊、李寧、黎德育（哈爾濱工業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150001）《鋰離子電池負(fù)極材料Li4Ti5O12的研究進(jìn)展》； [5]唐致遠(yuǎn), 高飛, 韓彬. 《鋰離子電池負(fù)極材料Li4Ti5O12 的研究進(jìn)展》； [10]陳方、梁海潮、李仁貴 《負(fù)極活性材料Li4Ti5O12的研究進(jìn)展》； [11]吳宇平、戴曉兵、馬軍旗《鋰離子電池——應(yīng)用與實(shí)踐》。

獲獎(jiǎng)情況

無

鑒定結(jié)果

無

參考文獻(xiàn)

①掃描電鏡測(cè)試； ②熱重分析技術(shù)； ③紅外測(cè)試； ④X射線衍射分析。

同類課題研究水平概述

鋰離子電池是指分別用二個(gè)能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負(fù)極構(gòu)成的二次電池。這種靠鋰離子在正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移來完成電池充放電工作的、獨(dú)特機(jī)理的鋰離子電池被稱為“搖椅式電池”, 俗稱“鋰電”, 它被廣泛用在便攜式電子設(shè)備( 如筆記本) 、電動(dòng)汽車、國防工業(yè)等多方面, 具有廣闊的應(yīng)用前景, 成為近幾年廣為關(guān)注的研究熱點(diǎn)。然而負(fù)極活性材料為Li4Ti5O12 的鋰離子電池既可以克服傳統(tǒng)碳材料的一些缺點(diǎn)又具備一些優(yōu)越的性能。它是一種“零應(yīng)變材料”, 能夠避免充放電循環(huán)中, 由于電極材料的來回伸縮而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞, 從而提高電極的循環(huán)性能和使用壽命, 減少了隨循環(huán)次數(shù)增加而帶來比容量大幅度的衰減。Li4Ti5O12 作為負(fù)極材料和活性炭等可以組成鋰離子電池、全固態(tài)電池、混合型超級(jí)電容器, 表現(xiàn)出良好的性能。目前國內(nèi)外主要有兩種鈦酸鋰的制作方法，分別是固相合成法和溶膠凝膠法，但是均存在一些問題需要解決，如：如何控制反應(yīng)時(shí)間及反應(yīng)溫度，反應(yīng)中經(jīng)常會(huì)有TiO2產(chǎn)生等等?，F(xiàn)在國內(nèi)外許多科學(xué)家正在研究如何更好地制備鈦酸鋰及鈦酸鋰的改性問題，相信隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，新的制備工藝將層出不窮，Li4Ti5O12的性能將得到進(jìn)一步的發(fā)掘和提高，為人們的生活帶來更大的方便。
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