张松通，李 萌，邱景义，余仲宝

( 防化研究院，北京 100191 )

·科研论文·

溶胶-凝胶法制备Nb掺杂TiO2的电化学性能

张松通，李 萌，邱景义，余仲宝

( 防化研究院，北京 100191 )

溶胶-凝胶法制备不同晶型的铌(Nb)掺杂二氧化钛(TiO2)，并对电化学性能进行研究。550 ℃烧结的锐钛矿相Nb掺杂TiO2具有良好的电化学性能，循环(1～3 V)50次后，仍有190 mAh/g的比容量。600～700 ℃烧结的样品为锐钛矿/金红石混合相，随着温度的升高，金红石相的含量逐渐增加，电化学性能逐渐变差。

溶胶-凝胶； 铌掺杂； 二氧化钛(TiO2)； 电化学性能

二氧化钛(TiO2)用作锂离子电池负极材料的缺点是电导率低、Li+扩散系数小。提高TiO2电化学性能的改性方法主要有：制备特殊形貌的纳米结构、包覆导电层和掺杂。

F.Wu等[1]采用水热法合成了TiO2纳米线，以20 mA/g在1～3 V充放电，首次充放电比容量分别达到283 mAh/g和236 mAh/g，库仑效率可达98%。Y.Ma等[2]采用溶剂热法制备出均匀的直径6～8 nm的多孔TiO2纳米微球，具有较好的倍率性能，2C放电(1～3 V)具有180 mAh/g的比容量，10C具有125 mAh/g的比容量。S.J.Park等[3]采用水热法制备了碳包覆的一维TiO2纳米结构，以250 mA/g的电流在1～3 V循环50次，未包覆的TiO2比容量最高为210 mAh/g，包覆后可达288 mAh/g。M.Rahman等[4]通过采用回流法制备了银包覆的锐钛矿相TiO2纳米带和纳米管，以120 mA/g的电流在1～3 V循环50次，比容量为102.39 mAh/g，具有很高的库仑效率(约100%)。Z.Ali等[5]用溶胶-凝胶法和溶剂热法制备了锌掺杂的TiO2纳米颗粒，具有优异的倍率性能，5C放电(1～3 V)的比容量为110 mAh/g，以1C循环100次，容量保持率为87%。J.Y.Shen等[6]用水热法制备了多孔微米球形貌的锐钛矿相/金红石相混合相的TiO2，倍率性能和循环性能良好，30C放电(1～3 V)有103 mAh/g的比容量，以1C循环100次，仍有170 mAh/g的比容量，锐钛矿相/金红石相混合相的TiO2存在的晶界，有利于提高Li+的扩散和电子的转移。……