¿Cuál es el papel del dopaje de titanio en la mejora de las propiedades electroquímicas de las baterías de ácido de manganeso y litio?

LiMn2-xTIxO4 (X ≤ O .1) preparado por el método de fase sólida con dióxido de titanio nanométrico (VK-TA18) como cuerpo dopante, Mn2O3 y Li2CO3 como materias primas, con estructura de espinela monofásica, Con el aumento de la cantidad de dióxido de titanio nanométrico (VK-TA18), el volumen de la celda aumenta. La cantidad apropiada de dopaje de dióxido de titanio nanométrico (VK-TA18) aumenta la capacidad específica de primera descarga del material, la cantidad de dopaje de dióxido de titanio nanométrico (VK-TA18) es demasiado grande y la capacidad específica de primera descarga del material se reduce . La inclusión de dióxido de titanio nanométrico (VK-TA18) refinó partículas de espinela, aumentó la dispersión de las partículas y mejoró la capacidad de difusión de los iones Li + en la fase sólida. Se mejoraron las propiedades cíclicas del material de dióxido de titanio revestido (VK-TA18) y se mejoró la reversibilidad de la reacción del electrodo. 21 y 55 ° C, relación 1C, la primera capacidad de relación de descarga de LiMn1.995 TI 0.005O4 fue 100.74 y 102.05 mAh / g, respectivamente, y la tasa de retención de capacidad de ciclo de 50 ciclos fue 94.12 y 88.82, respectivamente. Una cantidad adecuada de dopaje con dióxido de titanio nanométrico (VK-TA18) puede mejorar eficazmente la capacidad de atenuación de la espinela LiMn2O4.

La primera capacidad específica de descarga de los materiales positivos LiMn2O4 y LiMn2-xTIxO4 a 21 y 55 ° C, con un rango de voltaje de 3.O a 4.2 V, 1C veces, fue la mayor (21 ° C: 102.78 mAh / g, 55 ° C). ° C: 105,76 mAh / g), superando la capacidad de relación de descarga inicial del LiMn2O4 sin dopar (21 ° C: 100,08 mAh / g, 55 ° C: 101,82 mAh / g). El volumen de la celda del material dopado con titanio X = 0,005 se aumenta de manera apropiada y se aumenta el canal de difusión del ión de litio, lo que es más propicio para la desembebrado del ión de litio. El aumento de la capacidad de la primera relación de descarga es la razón por la que la polarización electroquímica se hace más pequeña y la capacidad de difusión de los iones de Li aumenta durante el proceso de carga y descarga. Con el aumento de X dopado con titanio, la primera capacidad específica de descarga del material se reduce a 21 y 55 ° C. Esto puede deberse al aumento del dopaje de titanio, que reduce el contenido de la sustancia activa, lo que resulta en una disminución de la capacidad específica de la primera descarga. En resumen, el material dopado con titanio X = 0,005 tiene una alta capacidad específica de descarga inicial y un buen rendimiento de ciclo a temperatura ambiente y alta. La primera capacidad específica de descarga de temperatura constante y alta es: 100,74 y 102,05 mAh / g, respectivamente. Las tasas de retención de capacidad de ciclo de 50 ciclos son 94,12 y 88,829,5, respectivamente, que pueden estar relacionadas con el volumen celular apropiado y la estructura estable de espinela. Después de agregar dióxido de titanio (VK-TA18), el volumen celular del material aumenta, lo que mejora la capacidad de difusión de los iones Li. Durante el proceso de carga y descarga, la eliminación e incrustación de iones de Li tienen menos efecto sobre el canal de difusión. Por lo tanto, la cantidad adecuada de aditivo de TI es beneficiosa para el rendimiento de reciclaje del material. Sin embargo, la cantidad de dióxido de titanio nanométrico dopado (VK-TA18) es demasiado grande, el volumen celular del material es demasiado grande y la energía de enlace en el cuerpo del cristal se reduce, lo que da como resultado una distorsión de celosía excesiva, que destruye el orden de iones en la red y es perjudicial para la formación de canales de difusión. Esto da como resultado la atenuación de la capacidad y el deterioro del rendimiento de la circulación.

Por lo tanto, la cantidad dopada de dióxido de titanio nanométrico (VK-TA18) X = 0,005 es la mejor.

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