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大学生研究性学习和创新性实验计划项目 结题报告书 项目名称 Li2CoTi3O8纤维的制备及其锂离子电池 项目主持人 毛 军 所在学校和院系 湘潭大学化学学院 项目级别 □国家级 □省级 □√校级 立项年份 2011年 指导老师 肖 启 振 填表日期 2013-03-20 湘 潭 大 学 教 务 处 制 基本情况 项目名称 Li2CoTi3O8的制备及其锂离子电池 1 毛军 2009600532 材料化学一班 化学学院 Li2CoTi3O8纤维的制备及性能的研究 2 胡平雄 2009600522 材料化学一班 化学学院 Li2CoTi3O8材料电化学能的研究 3 刘晓曼 2009600502 材料化学一班 化学学院 Li2CoTi3O8材料电化学能的研究 4 杨妙 2009600503 材料化学一班 化学学院 Li2CoTi3O8材料电化学能的研究 5 颜海龙 2009600523 材料化学一班 化学学院 Li2CoTi3O8纤维的制备 研究成果简介 项目成果类型 □产品 □系统软件 □√论文 □专利 □其它 （注：请在相应成果复选框内打“√”，其它请具体说明） 项目成果名称 Li2CoTi3O8的制备及其锂离子电池Li2CoTi3O8 纤维的方法；通过对Li2CoTi3O8 性能的研究，实验结果证明由静电纺丝结合热处理技术制备的 Li2CoTi3O8 材料很适合作为锂电池的负极材料。 项目研究的意义： 锂离子电池作为新一代绿色环保电池，已经成为摄像机、移动电话、笔记本电脑以及便携式测量仪器等电子装置小型轻量化的最佳电源，也是未来电动汽车用轻型高能动力电池的首选电源，随着社会和科技的不断进步，锂电池的需求也越来越大，而锂离子电池负极材料是制约电池整体性能的关键，故对负极材料的研究将对于促进电池业的发展乃至社会的进步起着非常重要的作用。 研究成果的主要内容： 1、 Li2CoTi3O8 的制备 取钛酸四丁酯 (1.50 g)，乙酸钴 (0.366 g)，乙酸锂 (0.315 g)，PMMA (2.50 g)，乙酸(2.0 mL)装于一反应容器中，然后加入 N,N-二甲基甲酰胺 (DMF，12.0 mL) 溶解以上混合物。待试剂溶解完全后，通过静电纺丝方法制备聚合物纳米纤维。将制得的纤维在100 °C 下真空干燥24 h，然后放入管式炉中以 1 °C min-1 的速率升温至750 °C，保温 10 h 后，自然冷却至室温，即得Li2CoTi3O8纳米纤维。 Li2CoTi3O8 的性能表征 通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、热重分析（TG-DTA）（CV）（EIS）Li2CoTi3O8 纤维的形貌热稳定性电化学性Li2CoTi3O8 是由大小约为 48 nm 的纳米颗粒组成的直径约为 300 nm 的纳米纤维，呈现立方尖晶石结构。该 Li2CoTi3O8 作为锂电池的负极材料，具有比表面积大、锂离子嵌/脱深度小、行程短等特点，能够减小电极在大电流下充放电时的极化程度，提高可逆容量和循环寿命。 图. 1 图. 2 负极材料，除了满足一些基本要求外，作为电池的重要组成部分，在其他组成部分一定下，电池热稳定性及循环稳定性也是衡量负极材料优劣的重要指标。图.1 和图.2 分别为聚合物纳米纤维的热稳定性图（TG-DTG）Li2CoTi3O8作为锂电池负极材料的循环性能图。由图可得知该负极材料拥有良好的热稳定性能，且在大倍率下充放电，仍具有较高的比容量和良好的循环性能，也进一步的说明了以静电纺丝和热处理方法制备的 Li