刘瑞龙，徐卡秋，曾 珍，吴保强

(四川大学化学工程学院，四川 成都 610041)

溶胶-凝胶法制备负极材料铜掺杂钛酸锂

刘瑞龙，徐卡秋，曾 珍，吴保强

(四川大学化学工程学院，四川 成都 610041)

采用溶胶-凝胶法制备铜掺杂的纳米钛酸锂(Li4Ti5O12)颗粒。用XRD、SEM、恒流充放电和电化学阻抗谱(EIS)测试样品的结构、形貌及电化学性能。铜掺杂改性的颗粒，结晶度高、分散良好，减小了粒径。样品Li3.90Cu0.10Ti5O12在1.0～2.5 V循环，0.1C、5.0C比容量分别为172.31 mAh/g、133.42 mAh/g；铜掺杂改性使得Li3.90Cu0.10Ti5O12电荷转移阻抗降低为15.69 Ω。

锂离子电池； 钛酸锂(Li4Ti5O12)； 铜掺杂； 溶胶-凝胶法; 电化学性能

钛酸锂(Li4Ti5O12)存在着电子导电率(10-13S/cm)偏低、Li+扩散速率(10-9～10-13cm2/s)较低和理论比容量(175 mAh/g)不高的问题[1]。为了提升Li4Ti5O12材料的电化学性能，人们采用多种改性方法，如表面包覆[2-3]、纳米化[4]、掺杂[5-6]和复合[7]等。金属掺杂与表面包覆相比，掺杂物能够深入材料内部，所以能确保更好的结构稳定性，并有利于增强电子导电性，是目前较好的改性方法。

溶胶-凝胶法能进行分子级别的混合，相对于固相法，有利于掺杂元素的均匀分散，使用螯合剂还可获得高结晶度的纳米Li4Ti5O12颗粒，减轻团聚现象。采用铜盐掺杂，原料价廉易得，配合溶胶-凝胶法，可制得纳米级的颗粒，也能提升材料的导电性。本文作者利用溶胶-凝胶法制备铜掺杂的纳米Li4Ti5O12颗粒，研究铜掺杂量对产物结构和性能的影响。

1 实验

1.1 样品的溶胶-凝胶法制备

将2.25 g无水乙酸锂(成都产，AR)溶于20 ml无水乙醇(成都产，AR)中，缓慢搅拌后逐滴加入钛酸丁酯(成都产，AR)，n(Li)∶n(Ti)=4.2∶5.0，并加入4滴硝酸(68%，成都产，AR)，以抑制钛酸丁酯的水解，得到溶液A。……