高度有序非晶TiO_2纳米管阵列的制备及其锂电性能研究  

Preparation and Electrochemical Performances of Highly Ordered Noncrystal TiO_2 Nanotube Arrays for Lithium Ion Battery

作　　者：孟瑞晋 侯宏英[1] 刘显茜[2] 杜江[1] 刘松[1] 段继祥[1] 

机构地区：[1]昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明650093 [2]昆明理工大学机电工程学院,昆明650093

出　　处：《硅酸盐通报》2016年第1期30-33,38,共5页Bulletin of the Chinese Ceramic Society

基　　金：国家自然科学基金(51363011);教育部第46批留学归国科研启动基金(6488-20130039);云南省高层次引进人才工作经费资助项目(10978125);云南省人才培养项目(14118425);昆明理工大学重点学科建设项目(14078232);昆明理工大学先进电池膜电极材料方向团队(14078311)

摘　　要：采用阳极氧化法制备了高度有序的TiO_2纳米管阵列,借助XRD、TEM、SEM、EDX以及恒流充/放电方法以及循环伏安法研究了其微观结构、形貌及脱/嵌锂性能,并与锐钛矿型进行了比较研究。结果表明:阳极氧化法制备的TiO_2纳米管阵列为无定形的非晶相结构,且沿垂直于钛片表面的方向定向排列;450℃热处理2 h可促使TiO_2纳米管由非晶相结构转变成锐钛矿型晶体,但并没有明显影响纳米管阵列的形貌;与锐钛矿型TiO_2纳米管阵列电极相比,非晶态电极表现出了较高的脱/嵌锂容量,因为非晶态电极中的无序结构和缺陷为Li+脱/嵌提供了更多的空间和空位。Highly ordered noncrystal TiO2 nanotube arrays were prepared via anodization. The microstructure, morphology and Li^＋ intercalation/extraction of as-prepared TiO2 nanotube arrays were characterized in terms of XRD, TEM, SEM, EDX, galvanostatic charge/discharge and cyclic voltammetry （CV） , and compared with those of anatase TiO2 nanotube arrays. The results showed that the obtained TiO2 nanotuhes were amorphous and vertical to the surface of Ti plate substrate, annealing at 450℃ for 2 h promoted the phase transition of amorphous to anatase structure, while this transformation didn＇t significantly change the morphology of TiO2 nanotube arrays, nonerystal TiO2 nanotubes electrode displayed higher capacity of insertion/desertion of Li^＋ than anatase TiO2 nanotubes electrode, possibly due to more disordered structures and defects for insertion/desertion of Li^＋ within noncrystal TiO2 nanotube electrode.

关 键 词：阳极氧化 高度有序 非晶TiO2纳米管阵列 锂离子电池 负极材料 

分 类 号：O646[理学—物理化学]