崔航 刘东任 钟开富 汪颖

(东莞新能源科技有限公司，广东东莞 523808)

天然石墨具有容量高、充放电曲线平坦及廉价等优点［1］，是一种理想的锂离子电池碳负极材料，但它也存在首次充放电效率低、循环性能差、对电解液选择性高等缺点［2-3］，这是由于天然石墨具有各向异性层状结构且层间以微弱范德华力吸引的结构特点。各向异性的表面结构决定其在首次嵌锂过程中形成的钝化膜 (SEI膜，SolidElectrolyteInterphase)不致密，缺乏弹性，不能阻挡溶剂化锂离子的共嵌入。因此，降低了首次可逆容量和库仑效率。为了提高首次效率及可逆容量，天然石墨表面改性研究成为当前研究的热点［4-6］。

“零应变”电极材料尖晶石型Li4Ti5O12在锂离子嵌入脱出过程中晶体结构能够保持高度的稳定性，且具有相对较高的电极电压 (1.55V)，无消耗电解液形成SEI的不可逆反应，所以首次效率较高、循环性能好［7］。但是有两个缺点:平台电压过高 (1.55 v ys Li+/Li)和比容量过低 (理论值175 mAh/g)，制约了其在锂离子电池领域中的发展［8-10］。

鉴于以上两种材料的特点，本文介绍了石墨的一种新的改性方法:在NG表面包覆一层Li4Ti5O12(LTO)纳米球，可以降低电解液的消耗、降低石墨的比表面积，从而大幅度提高了石墨负极材料的可逆容量和首次库仑效率。

Li4Ti5O12制备方法主要有固相反应法和溶胶-凝胶法等［7-11］。由于溶胶-凝胶法反应物是原子水平混合，反应温度低，时间短，可以合成超细或纳米晶产物［9］，因此本文采用溶胶-凝胶法制备Li4Ti5O12改性石墨。

1 实验

1.1 Li4Ti5O12改性石墨制备

用溶胶-凝胶法制备Li4Ti5O12。……