尖晶石型Li4Ti5O12的理论容量低和嵌锂电位高,导致其能量密度较低,严重限制了它的大规模实际应用。由于M材料(M = Sn, Si, Sb, Bi)具有高的理论容量和较低的嵌锂电位,本项目拟分别以SiO2和C作为空腔填充物,采用碳热还原法合成一系列摇铃式Li4Ti5O12-M@C复合负极材料。M纳米颗粒处于中空腔体内可以有效缓解它们在充放电过程中巨大的体积膨胀,并在壳内与Li4Ti5O12核均匀复合,提高了复合材料的放电容量。同时综合导电碳包覆与纳米化的优势,改善其功率密度与循环性能。深入研究微粒形貌、粒度分布、比表面积、电子电导、锂离子电导和嵌锂电位对复合材料放电容量、功率密度及循环寿命的影响,探究协同效应、微观结构和宏观性质之间的相互关系。考察空腔体积、组成含量、纳米尺寸和导电碳包覆等关键因素对复合材料性能的影响。
英文主题词composite anode materials;Li4Ti5O12;high capacity;long life;lithium-ion battery