酸洗处理对NaEuTiO4的结构、形貌以及电化学性能影响

朱德澄 陈亦新 季崇星 朱贤雨 李德成

(苏州大学能源学院，苏州 215006)

0 引 言

在过去的30年中，锂离子电池已广泛应用于便携式电子设备当中，并在近年来扩展到大型储能电站和电动汽车(例如混合动力汽车、纯电动汽车、插电式混合动力汽车)等应用领域[1-3]。但是，锂离子电池在这些新的应用场景中需要在能量密度、安全性和使用寿命上满足更高的要求。石墨类碳材料作为最常见的商业化的负极材料，其较低的嵌锂电位(大约0.1 V)会导致电池负极表面析锂现象的产生，从而给电池带来安全上的隐患；同时，石墨材料较低的比容量也限制了电池能量密度的进一步提高[4-7]。因此，有必要研究和开发替代石墨的新型负极材料。

被称为“零应变”的Li4Ti5O12作为新型的负极材料，已经成功地在锂离子电池中得到了应用。利用钛酸锂负极材料制成的锂离子电池表现出了优异的循环性能和良好的安全性能[8]。遗憾的是，与石墨相比，Li4Ti5O12的高嵌锂电势(1.55 V vs Li/Li+)，以及低可逆容量严重地降低了电池的能量密度[9-10]，进而限制了钛酸锂负极材料在锂离子电池中的广泛应用。为了解决这一问题，人们又研究和开发了许多嵌锂电位在1 V左右的钛基氧化物材料，例如Li(V0.5Ti0.5)S2[11]、LiTiS2[12]和Na2Li2Ti6O14[13-14]等，但是这些材料与现有负极材料相比仍然缺乏足够的竞争力。

最近，人们发现具有层状钙钛矿结构的LiEuTiO4(LETO)具有良好的可逆脱/嵌锂行为[15-18]。它的脱/嵌锂电位在0.8 V左右(相对金属锂负极)，这个电位可以有效避免脱/嵌锂过程中的析锂问题，从而改善电池的安全特性。……