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二氧化钛(Ti O2)作为动力锂离子电池负极材料的突出代表,具有工作电压(1.3-1.8V vs.Li+/Li)比较高;体积随Li+嵌入/脱出的变化非常小(<4%);电池充放电时没有负极SEI膜的产生的优点。虽然拥有以上优势,但二氧化钛的理论比容量相对较低(335 m Ah/g),离子电导率和电子电导率不高,都是制约它在锂离子电池领域应用的关键因素。本论文通过水热法和微乳液法制备纳米化的二氧化钛-石墨烯复合电极材料,以改善Li+和电子传输速率。通过新型电极结构设计及组装,制备出具有独特微观结构的二氧化钛电极材料,采用SEM、TEM、XRD、BET、FTIR、TGA等测试技术对其微观结构、形貌以及组成等进行分析,利用电池充放电测试、循环伏安和交流阻抗等电化学分析手段对其电化学性能进行研究。我们用成本低廉且操作简便的改进后的Hummers法,合成出实验所需的氧化石墨烯(GO)。采用Ti Cl3和高度分散的氧化石墨烯水溶液为原料,利用(OH)-Ti+离子与氧化石墨烯片层之间的静电吸引作用,将Ti3+在氧化石墨烯片层上很好的分散开,通过一步水热合成法,制备出二氧化钛石墨烯纳米复合材料。在1C的倍率下循环,首次的放电容量可达199 m Ah/g,100次循环后容量降为119 m Ah/g。利用氧化石墨烯亲水亲油这一特性使其高度分散在水/油组成的微乳液体系中,控制Ti Cl3水解反应在固定大小的微乳液内核中进行,使得二氧化钛颗粒在高度分散的氧化石墨烯片层上原位生长。整个复合和生长过程一步完成,保证二氧化钛颗粒能够与石墨烯片层紧密的结合,进而有力的保障了复合材料优异的倍率性能和循环性能。微乳法制备的Ti O2/RGO复合电极材料展现出了较好的循环性能且倍率性能得到明显的提高。在0.1 C、0.5 C、2 C、10 C的充放电倍率下的首次放电容量分别为:238 m Ah/g、207 m Ah/g、176 m Ah/g、110 m Ah/g。在1 C充放电倍率下,经过100次循环,放电容量依然可以保持在205 m Ah/g。在5 C充放电倍率下循环100次,容量依然可以保持在178 m Ah/g。采用微乳液软模板法制备出三维Ti O2/RGO复合产物。经过预实验将CTAB的用量调整为2.8 g/60ml,成功制备出Ti O2/RGO三维复合产物。在600℃氩气气氛下焙烧1 h后,材料电化学性能良好。在10 C倍率下100次循环后容量仍保持在95 m Ah/g。