锂离子电池负极材料Ge4+掺杂Li4Ti5O12的制备及其电化学性能研究

摘要： 以Ti(OC4H9)4、CH3COOLi·2H2O和GeO2为原料, 采用溶胶-凝胶法合成了尖晶石型Li4Ti5-xGexO12(x=0、0.05、0.1、0.15)电极材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、充放电测试、循环伏安(CV)以及交流阻抗对材料进行结构、形貌及电化学性能表征。研究结果表明, 适量Ge4+掺杂不会改变Li4Ti5O12的尖晶石结构, 但对其颗粒尺寸和形貌均产生影响。由于掺Ge4+后样品的颗粒尺寸减小, 使得Ge4+掺杂Li4Ti5O12倍率性得到不同程度的提高。其中Li4Ti4.9Ge0.1O12显示出较好的倍率性和循环稳定性, 0.2C下的首次放电容量为172.43 mAh/g, 5C下循环100次后比容量为140.62 mAh/g, 容量保持率为97.3%。