本文關(guān)鍵詞：高溫固相法制備鈦酸鋰的反應(yīng)機(jī)制研究　出處：《北京有色金屬研究總院》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 高溫固相法 偏鈦酸鋰 鈦酸鋰 反應(yīng)機(jī)制 晶粒生長(zhǎng) 動(dòng)力學(xué)

【摘要】：尖晶石型鈦酸鋰以其較高的安全性,長(zhǎng)壽命性,高功率型,而在動(dòng)力鋰離子電池和儲(chǔ)能鋰離子電池負(fù)極材料領(lǐng)域有很好的研究?jī)r(jià)值和商業(yè)應(yīng)用性。高溫固相法制備鈦酸鋰,使用納米級(jí)銳鈦礦或金紅石型二氧化鈦與性質(zhì)穩(wěn)定、安全、價(jià)格便宜的碳酸鋰,通過(guò)機(jī)械球磨,得到微米或納米級(jí)的產(chǎn)物,能有效提高材料電化學(xué)性能。論文通過(guò)改變?cè)吓浔?煅燒制備得到中間相偏鈦酸鋰,二次煅燒得到顆粒粒徑約270nm的單相鈦酸鋰。制備過(guò)程中固/固相反應(yīng)的特點(diǎn),反應(yīng)物之間是否發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行的程度,反應(yīng)的控制步驟,直接影響產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與性能。對(duì)制備過(guò)程的反應(yīng)機(jī)理研究具有重要意義。通過(guò)等溫/變溫實(shí)驗(yàn)研究,采用HTXRD表征反應(yīng)過(guò)程中物相變化,TG-DTA熱分析檢測(cè)技術(shù)分析反應(yīng)過(guò)程機(jī)理模型,SEM分析產(chǎn)物形貌粒徑變化,XRD分析產(chǎn)物物相組成及結(jié)晶性,對(duì)高溫固相法制備鈦酸鋰的反應(yīng)機(jī)制進(jìn)行分析。以Li2CO3和TiO2為原料高溫固相法一步煅燒制備Li2TiO3,并對(duì)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行了分析。通過(guò)TG-DTA對(duì)制備單斜晶系Li2TiO3的前驅(qū)體進(jìn)行熱分析,以5/10/15/20/25K/min五種不同升溫速率分析變溫反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程,結(jié)果表明反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程在450℃時(shí)符合楊德方程球形模型的三位擴(kuò)散機(jī)制。分別通過(guò)FWO法與FRL法計(jì)算得到了相近的反應(yīng)活化能E與反應(yīng)頻度因子A平均值。通過(guò)制備Li2Ti03的等溫?zé)嶂貙?shí)驗(yàn)研究表明,不同恒溫溫度的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)曲線規(guī)律相似,600℃恒溫120min反應(yīng)較完全,等溫反應(yīng)過(guò)程主要受擴(kuò)散反應(yīng)的步驟控制。對(duì)制備鈦酸鋰的過(guò)程進(jìn)行等溫反應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究,K值法半定量分析,恒溫煅燒制備鈦酸鋰的全反應(yīng)過(guò)程擬合結(jié)果符合三維擴(kuò)散(Jander)與(Ginstling and Brounshtein)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型,恒溫反應(yīng)溫度對(duì)于反應(yīng)進(jìn)程的影響顯著,溫度越高,反應(yīng)越快。通過(guò)對(duì)晶粒粒徑的統(tǒng)計(jì)分析,鈦酸鋰在恒溫過(guò)程中的晶粒生長(zhǎng)表現(xiàn)出一定的規(guī)律,不同恒溫時(shí)間晶粒生長(zhǎng)的激活能E值計(jì)算結(jié)果在135～145kJ·mol-1之間,晶粒生長(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)指數(shù)平均值n=5.74612,結(jié)合不同n值的線性擬合結(jié)果分析推測(cè)恒溫過(guò)程中鈦酸鋰晶粒生長(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)模型符合Brook晶粒生長(zhǎng)模型的六次方方程。
【學(xué)位授予單位】：北京有色金屬研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM912

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 高玲,仇衛(wèi)華,趙海雷;Li_4Ti_5O_(12)作為鋰離子電池負(fù)極材料電化學(xué)性能[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2005年01期

，

本文編號(hào)：1332853