作為清潔能源，可充電鋰離子電池(LIBs)被廣泛研究并應用到許多領域[1,2,3,4]
隨著電動汽車的發展，對鋰離子電池材料性能的要求越來越高
先進的鋰離子電池材料應該具有高能量密度、高循環穩定性、安全性和較長的循環壽命
作為鋰離子電池重要組成部分的負極材料，碳材料的成本低且存儲容量大
但是，碳負極材料也有不足之處：當電壓低于1.0 V (vs. Li+/Li)時碳表面形成固體電解質界面(SEI)，使初始庫能效率降低[5,6]；鋰離子電池充/放電時在碳表面生成鋰枝晶，產生較大的安全隱患[7,8]
因此，尋找高容量和較高鋰嵌入電壓的負極材料替代碳負極材料，極為重要
對于尖晶石型鈦酸鋰Li4Ti5O12，鋰嵌入電壓為1.55 V (vs. Li+/Li)，但是其理論容量小于175 mAh·g-1[9,10,11]
Chen [12]等和Goodenough[13]等分別將Ti2Nb10O29和TiNb2O7視為Li4Ti5O12的替代物
Ti2Nb10O29和TiNb2O7具有不同的空間群A2/m和C2/m，但是其晶體結構均為層狀單斜結構，具有相同的氧化還原對Ti4+/Ti3+和Nb5+/Nb3+，嵌入電壓約為1.6 V [14]
它們的理論容量分別為396 mAh·g-1和387.6 mAh·g-1，可逆容量分別為247 mAh·g-1 和 280 mAh·g-1
鑒于此，可選擇Ti2Nb10O29[15,16]和TiNb2O7 [17,18,19]鈮鈦氧化物作為鋰離子電池的負極材料
Ti2Nb10O29和TiNb2O7的Ti4+和Nb5+離子的摩爾比分別為1:5和1:2，因此價格昂貴的鈮含量較低的負極材料TiNb2O7比Ti2Nb10O29具有更大的優勢
TiNb2O7的合成溫度，受原材料的種類、初始粒度、合成方法和氣氛等多種因素的影響
Ram Avtar Jat等[20]在1000℃保溫48 h制備出TiNb2O7，Xia等[21]在1350℃保溫24 h制備出TiNb2O7，而Han等[22]在1100℃煅燒24 h也制備出TiNb2O7
本文研究TiNb2O7合成過程中各物相的轉變過程和TiNb2O7的合成機理
1 實驗方法1.1 材料的合成
實驗用原材料：銳鈦礦(純度為99.5%，平均粒徑為100 nm)，Nb(OH)5(化學純)和乙醇(化學純)
聲明：
“高容量鋰電池負極材料TiNb2O7的合成及其機理” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：謝禮蘭,楊冬升,凌靜
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2025年07月23日 ~ 26日 
