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双极微弧氧化多孔TiO_(2)电池负极的制备及电化学性能
1
作者
董宇彪
陈欣欣
+2 位作者
杜永欣
田雪
郝国栋
《表面技术》
北大核心
2025年第15期47-55,共9页
目的采用传统的微弧氧化技术和原创的双极微弧氧化技术,分别在钛箔表面原位生长锐钛矿相TiO_(2)基复合膜层,比较2种技术所生成的膜层对锂离子电池负极电化学性能的影响。方法通过XRD、Raman及SEM分析膜层的物相组成、化学结构及表面形...
目的采用传统的微弧氧化技术和原创的双极微弧氧化技术,分别在钛箔表面原位生长锐钛矿相TiO_(2)基复合膜层,比较2种技术所生成的膜层对锂离子电池负极电化学性能的影响。方法通过XRD、Raman及SEM分析膜层的物相组成、化学结构及表面形貌。利用图像分析软件计算孔隙率、分析循环伏安、恒电流充放电、循环稳定性及倍率性能。通过电化学阻抗谱计算锂离子扩散系数,系统评估其电化学性能。结果双极微弧氧化制备的TiO_(2)膜层以锐钛矿相为主,呈多孔结构,孔隙率为11.4%,显著优于传统微弧氧化膜层(7.9%)。电化学测试表明,在100 mA/g电流密度下,经200次循环后仍能保持192.78 mAh/g(容量保持率>95%),较传统材料(176.48 mAh/g)提升9.2%;锂离子扩散系数提高至1.26×10^(-14)cm^(2)/s(传统工艺为9.41×10^(-15)cm^(2)/s);倍率电流密度测试中,容量恢复率达99%。此外,首圈库仑效率为64.5%,后续循环均趋近100%,表明高度可逆的锂离子嵌入/脱出行为。结论双极微弧氧化技术通过优化电极微观结构与动力学性能,显著提升了TiO_(2)负极的综合性能。该工艺无需高温后处理,具有高效和低成本的优势,为开发高能量密度、长寿命锂离子电池提供了新思路。
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关键词
双极微弧氧化
负极材料
二
氧化
钛
锂离子电池
电化学性能
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职称材料
题名
双极微弧氧化多孔TiO_(2)电池负极的制备及电化学性能
1
作者
董宇彪
陈欣欣
杜永欣
田雪
郝国栋
机构
牡丹江师范学院化学化工学院
牡丹江师范学院黑龙江省光电功能材料省级重点实验室
佳木斯大学材料科学与工程学院
出处
《表面技术》
北大核心
2025年第15期47-55,共9页
基金
国家自然科学基金(51672120)
黑龙江省自然科学基金(LH2023E101)
黑龙江省教学改革项目(SJGYB2024687)。
文摘
目的采用传统的微弧氧化技术和原创的双极微弧氧化技术,分别在钛箔表面原位生长锐钛矿相TiO_(2)基复合膜层,比较2种技术所生成的膜层对锂离子电池负极电化学性能的影响。方法通过XRD、Raman及SEM分析膜层的物相组成、化学结构及表面形貌。利用图像分析软件计算孔隙率、分析循环伏安、恒电流充放电、循环稳定性及倍率性能。通过电化学阻抗谱计算锂离子扩散系数,系统评估其电化学性能。结果双极微弧氧化制备的TiO_(2)膜层以锐钛矿相为主,呈多孔结构,孔隙率为11.4%,显著优于传统微弧氧化膜层(7.9%)。电化学测试表明,在100 mA/g电流密度下,经200次循环后仍能保持192.78 mAh/g(容量保持率>95%),较传统材料(176.48 mAh/g)提升9.2%;锂离子扩散系数提高至1.26×10^(-14)cm^(2)/s(传统工艺为9.41×10^(-15)cm^(2)/s);倍率电流密度测试中,容量恢复率达99%。此外,首圈库仑效率为64.5%,后续循环均趋近100%,表明高度可逆的锂离子嵌入/脱出行为。结论双极微弧氧化技术通过优化电极微观结构与动力学性能,显著提升了TiO_(2)负极的综合性能。该工艺无需高温后处理,具有高效和低成本的优势,为开发高能量密度、长寿命锂离子电池提供了新思路。
关键词
双极微弧氧化
负极材料
二
氧化
钛
锂离子电池
电化学性能
Keywords
bi-electrodes micro-arc oxidation
anode materials
titanium dioxide
lithium-ion batteries
electrochemical performance
分类号
TG172 [金属学及工艺—金属表面处理]
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题名
作者
出处
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被引量
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1
双极微弧氧化多孔TiO_(2)电池负极的制备及电化学性能
董宇彪
陈欣欣
杜永欣
田雪
郝国栋
《表面技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
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