酸化物ナノ粒子担持炭素複合材料のメカノケミカル合成と電池用電極材料への応用

氧化物纳米颗粒负载碳复合材料的机械化学合成及其在电池电极材料中的应用

基本信息

  • 批准号:
    17750173
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.98万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2005 至 2006
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

ゾル-ゲル法により調製したアナターゼ型TiO_2ゲル粉末をLiOH, NaOH, KOH水溶液中,60℃の低温で化処理することにより調したナノ粒子の池材料への応用を図った。以下にその要を示す。粉末X線回折測定の結果より、60℃の蒸留水およびKOH水溶液で処理した場合は、処理前と同様に主にアナターゼ型TiO_2のピークが確認され、結晶構造は変化しないことがわかった。それらに対して、NaOH水溶液処理では、アナターゼ型TiO_2のピーク強度が低下し、ピークがブロードになった。また、ピーク強度は非常に弱いが、H_2Ti_3O_7あるいはNa_2Ti_3O_7に帰属されるピーク位置に近い2θ=9°,28°付近に新たなピークが出現した。LiOH水溶液処理後は、アナターゼ型TiO_2のピーク強度が低下し、2θ=45°,65°付近に新たなピークが出現した。それらのピークは、LiTiO_2ピークに近い位置に確認された。また、ピークは高角度側にシフトしていることより、Li^+が欠損していることが推察された。次に、アルカリ水溶液処理した粉末からなる電極に対して充放電測定を行ったところ、LiOH処理では比較的高い電流密度である10mAcm^<-2>においても、150mAhg^<-1>以上の高容量を示した。また、その容量は200サイクル経過しても安定に推移した。よって、LiOH処理することで、高容量で、優れたサイクル特性を示す急速充放電用のリチウムインターカレーション電極材料を調製できることがわかった。このような結果は、アルカリ水溶液中に存在するLi^+とアナターゼ型TiO_2ゲルとが反応し、非晶質相とLiTiO_2系酸化物に帰属された結晶相からなるナノ粒子を形成したためであると推察している。さらに、炭素粒子との複合化により、電極特性が向上することを見出した。
The preparation of TiO_2 particles in aqueous solution of LiOH, NaOH and KOH at 60 ℃ is described in detail below. The following are the highlights. The results of powder X-ray reflection measurement show that the main phase of TiO_2 is determined by evaporation water and KOH aqueous solution at 60 ℃, and the crystal structure is changed. The strength of TiO_2 treated with NaOH aqueous solution was lower than that treated with NaOH aqueous solution. H_2Ti_3O_7~ After treatment with LiOH aqueous solution, the intensity of TiO_2 decreased, and new TiO_2 appeared near 2 θ = 45 ° and 65 °. LiTiO_2 is located in the middle of the city. The high angle side of Li ^+ is not good enough. For the second time, LiOH solution treatment has a relatively high current density of more than 10mAcm and a high capacity of more than 150mAhg.<-2><-1>The capacity of the system is 200 times higher than that of the system. High capacity, excellent service characteristics, rapid charging, and modulation of electrode materials As a result, Li ^+ and TiO_2 exist in aqueous solutions, and amorphous phases are formed. The recombination of carbon particles and electrode characteristics can be seen in this paper.

项目成果

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专利数量(0)
Novel High-rate Lithium Intercalation Electrode Materials Prepared by LiOH Solution Treatment of TiO_2/Carbon Composites
LiOH溶液处理TiO_2/碳复合材料制备新型高倍率嵌锂电极材料
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