聚苯胺包覆钛酸锂锌负极材料的制备及表征

doi:10.3969/j.issn.1672-6952.2022.01.001

辽宁石油化工大学学报 ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (1): 1-6.DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2022.01.001

聚苯胺包覆钛酸锂锌负极材料的制备及表征

荀瑞(), 王利娟()

辽宁石油化工大学石油化工学院，辽宁抚顺 113001

收稿日期:2021-04-07 修回日期:2021-04-30 出版日期:2022-02-28 发布日期:2022-03-07
通讯作者: 王利娟
作者简介:荀瑞（1996⁃），女，硕士研究生，从事锂离子电池负极材料的研究；E⁃mail：xunruilnpu@163.com。
基金资助:
辽宁省“兴辽英才计划”项目(XLYC1907025);辽宁石油化工大学第五层次人才基金项目(2018XJJ?012)

Preparation and Characterization of Polyaniline Coated Lithium Zinc Titanate Anode Materials

Rui Xun(), Lijuan Wang()

School of Petrochemical Engineering，Liaoning Petrochemical University，Fushun Liaoning 113001，China

Received:2021-04-07 Revised:2021-04-30 Published:2022-02-28 Online:2022-03-07
Contact: Lijuan Wang

摘要/Abstract

摘要：

以钛酸四丁酯、乙酸锌、醋酸锂、苯胺为原料，通过溶胶?凝胶和化学氧化聚合的方法制备了钛酸锂锌/聚苯胺复合材料。利用X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）和电化学测试等手段对材料进行了表征及分析。结果表明，复合材料中的聚苯胺为无定型结构，且未引入杂质。当聚苯胺的质量分数为5.3%、电流密度为0.1 A/g时，首次放电比容量为330.0 (mA·h)/g；恒流充放电100圈后，仍然可保持281.3 (mA·h)/g的高放电比容量。

关键词: 锂离子电池, 负极材料, Li₂ZnTi₃O₈, 聚苯胺, 包覆

Abstract:

The Li₂ZnTi₃O₈@polyaniline (LZTO@PANI) composite materials were prepared by sol?gel and chemical oxidation polymerization methods using tetrabutyl titanate, zinc acetate, lithium acetate and aniline as raw materials. The materials were characterized and analyzed by X?ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (IR), scanning electron microscope (SEM) transmission electron microscope （TEM） and electrochemical testing. The results show that the polyaniline in the composite material has an amorphous structure and no impurities are introduced. When the coating amount of polyaniline is 5.3%, the discharge specific capacity is 330.0 (mA·h)/g at 0.1 A/g. In addition, after 100 cycles, the specific discharge capacity is 281.3 (mA·h)/g.

Key words: Lithium?ion battery, Anode material, Li₂ZnTi₃O₈, Polyaniline, Coating

中图分类号:

O6.1

荀瑞, 王利娟. 聚苯胺包覆钛酸锂锌负极材料的制备及表征[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2022, 42(1): 1-6.

Rui Xun, Lijuan Wang. Preparation and Characterization of Polyaniline Coated Lithium Zinc Titanate Anode Materials[J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2022, 42(1): 1-6.

图/表 11

图1 样品的XRD图

图2 样品的SEM图

图3 样品的TEM图

图4 样品的TG曲线

图5 LZTO@PANI?2的IR图谱

图6 LZTO@PANI?1、LZTO@PANI?2和LZTO@PANI?3在0.1 A/g电流密度下的循环曲线

图7 LZTO@PANI?1、LZTO@PANI?2和LZTO@PANI?3在0.8 A/g电流密度下的循环曲线

图8 P?LZTO和LZTO@PANI?2在1.0 A/g电流密度下的循环曲线

图9 P?LZTO和LZTO@PANI?2在不同电流密度下的倍率性能曲线

图10 LZTO@PANI?2的循环伏安曲线

图11 P?LZTO和LZTO@PANI?2的交流阻抗图谱

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