摘要：随着科学技术的迅速发展，移动通讯设备和电子交通工具的数量激增，航天电子储能的发展，这个很大程度可归因于锂电池的发展。而这其中的佼佼者钛酸锌锂由于具有更好的循环性能、具有更好的理论容量、放电平台电压低、更多的资源以及更便宜的价格使其成为一种优秀的负极材料。本文主要用钛酸锌锂作为负极材料，以淀粉作为碳源，探究钛酸锌锂电池的性能。
关键词：钛酸锌锂；淀粉；电池
1引言
21世纪正在朝向高品质的信息通讯服务发展，移动通讯设备的数量、电子交通工具数量也是突飞猛进地增加。这一切地发展很大程度上归功于锂二次电池的发展，锂二次电池不仅具有更高的工作电压和更大的能量密度，工作的寿命也长[1]。这些令人称赞的性能可以满足各种设备的要求，现如今全世界都在不断探索、发展锂二次电池并使其应用范围不断扩大到航天领域等[2]。
2钛酸锌锂简介
钛基氧化物是一种非常有应用前景的锂离子电池负极材料，因为他们具有良好的可逆性，较高的工作电压，可以确保锂离子电池的安全性[3]。其中钛酸锌锂是一种新型钛氧化物材料，它是替代钛酸锂的首选材料[4]，它的理论比容量比钛酸锂的大且循环优异，制备时候所需温度更低(700~800℃)，煅烧时间更短(3~6h)，这大大降低了生产中的能量损耗，因此降低了生产成本，且钛酸锌锂是尖晶石结构结构稳定，不会被氧化。
3实验部分
（1）以溶胶-凝胶的方法制的钛酸锌锂负极材料，溶胶-凝胶法分为三个步骤：第一步形成金属配合物、第二步酯化反应和第三步缩聚反应。溶胶-凝胶法是一种常见的制备锂离子电池电极材料的方法，它的主要优点是得到的产物颗粒均匀，整个环境体系基本一致，是通过改方法制备得到溶胶，然后等待溶胶变成凝胶，最后凝胶再干燥成固体。
（2）组装电池时按照活性物质：导电剂（超级导电炭黑）：粘接剂（羧甲基纤维素简称CMC）=8：1：1即1g总物质中有0.8g活性物质，0.1g导电剂，0.1g粘接剂。将其混合磨细后制成电极片。然后在真空手套箱中进行组装成锂电池，组装顺序为：正极盖→电极片→滴2滴电解液→隔膜→滴1滴电解液→锂片→铁片→弹片→负极盖→手动封口机机压力到75 kg/cm2进行封口，电池示意图如图所示：
其中1-正极壳；2-弹簧片；3-不锈钢垫片；4-锂片；5-隔膜；6-电极片；7-负极壳。将组装好的电池静置12h，然后进行电池性能测试。
4结果分析
循环性能：从右图可以看出以淀粉作碳源的时候，容量初始值达到了238.3mAh/g，经过10次循环后，比容量依然在240mAh/g左右，表面以淀粉作碳源的钛酸锌锂循环过后，电化学性能保持得很好。
5结论
以钛酸锌锂为锂电池负极材料加入淀粉，锂电池放电比容量239.4mAh/g，经过200 mAh/g的电流密度下循环10次，依然能够使其每个循环的放电比容量均在240mAh/g左右。以淀粉作碳源的钛酸锌锂电池的循环效果更好。
参考文献
[1]娄晓明,黄佳丽,李坦平,等.LiFePO4正极材料充放电模型的研究进展[J].电源技术,2013,37(5): 870-872
[2]杨绍斌,胡浩权.锂离子电池[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2000,19(6):659-663.
[3]刘杰.锂离子电池钛酸锂系列负极材料的制备及其电化学性能研究[D].天津大学,2015.
[4]刘景,温兆银,吴梅梅,等.锂离子电池正极材料的研究进展[J].无机材料学报,2002,17(1):1-9.
论文作者:陈林
论文发表刊物:《知识-力量》2019年9月33期
论文发表时间:2019/7/23
标签：负极论文; 碳源论文; 材料论文; 溶胶论文; 锂电池论文; 淀粉论文; 电池论文; 《知识-力量》2019年9月33期论文;