基本信息
- 项目名称：
- 溶胶凝胶法制备钛酸锂引起的若干问题
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 现阶段锂离子电池的应用越来越广泛，但是锂离子电池的生产还是受到很多制约，其中负极材料的选择就是其中之一，钛酸锂是一种相当好的负极材料，然而他的制作过程还存在很多问题，本文针对钛酸锂制作生产过程中出现的相关问题，提出了一些可行的解决方案，使它的应用前景更加光明。
- 详细介绍：
- 锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。这种靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池充放电工作的、独特机理的锂离子电池被称为“摇椅式电池”, 俗称“锂电”, 它被广泛用在便携式电子设备( 如笔记本) 、电动汽车、国防工业等多方面, 具有广阔的应用前景, 成为近几年广为关注的研究热点。然而负极活性材料为Li4Ti5O12 的锂离子电池既可以克服传统碳材料的一些缺点又具备一些优越的性能。它是一种“零应变材料”, 能够避免充放电循环中, 由于电极材料的来回伸缩而导致结构的破坏, 从而提高电极的循环性能和使用寿命, 减少了随循环次数增加而带来比容量大幅度的衰减。Li4Ti5O12 作为负极材料和活性炭等可以组成锂离子电池、全固态电池、混合型超级电容器, 表现出良好的性能。目前国内外主要有两种钛酸锂的制作方法，分别是固相合成法和溶胶凝胶法，但是均存在一些问题需要解决，如：如何控制反应时间及反应温度，反应中经常会有TiO2产生等等。现在国内外许多科学家正在研究如何更好地制备钛酸锂及钛酸锂的改性问题，相信随着科学技术的不但发展，新的制备工艺将层出不穷，Li4Ti5O12的性能将得到进一步的发掘和提高，为人们的生活带来更大的方便。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的： 发现并解决尖晶石型Li4Ti5O12锂离子电池负极材料制备过程中的问题。 基本思路： 根据目前国内外现有研究结果，结合实验，利用SEM、XRD、DSC、TG等多种手段对试验结果进行分析，发现一些现有制作方案当中存在的问题，查阅相关文献，找出问题所在，并想办法加以解决。
科学性、先进性及独特之处
- 与传统的锂离子电池负极材料相比，以Li4Ti5O12 为负极材料的锂离子电池既可以克服传统碳材料的一些缺点 , 又具备一些优越的性能。然而钛酸锂的制作始终是制约它广泛应用一大障碍，因此需要解决相关问题，如：反应温度、反应时间、如何避免TiO2的出现等等。本文就是针对这些问题中的某些方面提出的，旨在使钛酸锂的生产应用前景更加光明。
应用价值和现实意义
- 现阶段锂离子电池的应用越来越广泛，但是锂离子电池的生产还是受到很多制约，其中负极材料的选择就是其中之一，钛酸锂是一种相当好的负极材料，然而他的制作过程还存在很多问题，本文针对钛酸锂制作生产过程中出现的相关问题，提出了一些可行的解决方案，使它的应用前景更加光明。
学术论文摘要
- [1]高玲、仇卫华、赵海雷（北京科技大学材料科学与工程学院无机非金属材料系）《Li4Ti5O12作为锂离子电池负极材料电化学性能》； [2]华兰, 杨晓燕, 康石林等.《掺杂Li4Ti5O12 作为锂离子电池负极材料》； [3]吴延方, 董殿权( 青岛科技大学化工学院, 山东青岛266042)《锂离子电池负极活性材料Li4Ti5O12的研究进展》； [4]葛昊、李宁、黎德育（哈尔滨工业大学，黑龙江 哈尔滨 150001）《锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的研究进展》； [5]唐致远, 高飞, 韩彬. 《锂离子电池负极材料Li4Ti5O12 的研究进展》； [10]陈方、梁海潮、李仁贵 《负极活性材料Li4Ti5O12的研究进展》； [11]吴宇平、戴晓兵、马军旗《锂离子电池——应用与实践》。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- ①扫描电镜测试； ②热重分析技术； ③红外测试； ④X射线衍射分析。
同类课题研究水平概述
- 锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。这种靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池充放电工作的、独特机理的锂离子电池被称为“摇椅式电池”, 俗称“锂电”, 它被广泛用在便携式电子设备( 如笔记本) 、电动汽车、国防工业等多方面, 具有广阔的应用前景, 成为近几年广为关注的研究热点。然而负极活性材料为Li4Ti5O12 的锂离子电池既可以克服传统碳材料的一些缺点又具备一些优越的性能。它是一种“零应变材料”, 能够避免充放电循环中, 由于电极材料的来回伸缩而导致结构的破坏, 从而提高电极的循环性能和使用寿命, 减少了随循环次数增加而带来比容量大幅度的衰减。Li4Ti5O12 作为负极材料和活性炭等可以组成锂离子电池、全固态电池、混合型超级电容器, 表现出良好的性能。目前国内外主要有两种钛酸锂的制作方法，分别是固相合成法和溶胶凝胶法，但是均存在一些问题需要解决，如：如何控制反应时间及反应温度，反应中经常会有TiO2产生等等。现在国内外许多科学家正在研究如何更好地制备钛酸锂及钛酸锂的改性问题，相信随着科学技术的不但发展，新的制备工艺将层出不穷，Li4Ti5O12的性能将得到进一步的发掘和提高，为人们的生活带来更大的方便。
