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目前商品化锂离子电池常用的碳负极材料具有较低的嵌锂电位,易导致过充时金属锂在负极表面的析出以及电解液的分解,给电池特别是动力电池的应用造成很大的安全隐患,限制了锂离子电池的应用范围。而新型的尖晶石型Li4Ti5O12(LTO)负极材料具有较高的嵌锂电位,可以在很大程度上避免上述安全问题,而且LTO还是一种“零应变”材料,具有优异的循环性能,被认为是一种非常有前途的负极材料。然而LTO很差的导电性限制了其大电流电化学性能,影响了该材料的商品化应用。为了提高LTO的导电性,本文将从颗粒纳米化和掺碳两个方面进行研究,从而提高其电化学性能。本文用喷雾干燥法来制备成功制备出纳米多孔的球形LTO负极材料,并研究得出了制备前驱体的最佳条件。前驱体在350°C开始形成LTO晶粒,升温至750°C时形成结晶良好的纯相LTO。多孔的球形LTO都是由许多不规则多面体组成,而每个不规则多面体又有许多纳米晶聚合而成,纳米晶粒的粒径大小20~35nm。在1C倍率下,首次充放电时,LTO电极有极好的电化学性能,充电比容量达到了218.1mA?g-1;在2C倍率下,首次充电比容量也达到了211.1 mA?g-1。经过50次循环后,无论是1C还是2C倍率下,其容量保持率分别为99.90%和99.67%。以蔗糖为碳源,研究了LTO/C负极材料。本文详细研究了不同掺碳方式对LTO/C复合材料的结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明,喷前掺碳得到的LTO/C球体密实,碳元素分布均匀,表面不规则多面体以及纳米晶都消失了。在1C倍率下,首次充放电比容量为170.62mA?g-1;在2C倍率下,首次充电比容量为153.36mA?g-1;但循环性能不好,前15次比容量下降快。碳包覆得到的LTO/C球体表面仍然由不规则多面体组成,且表面有一层薄薄的碳层,表面纳米晶粒消失。在1C倍率下,首次充放电时的LTO/C电极充电电比容量只有102.08mA?g-1;在2C倍率下,首次充电比容量为91.63mA?g-1;循环性能不好,容量保持率低。