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近年来，锂离子电池在能量密度，倍率性能等方面取得了极大的进步，从而逐渐占据了便携式电子设备的消费市场，并且被认为是最有希望成为电动汽车、混合动力汽车的首选电源体系。本实验旨在于制备高比容量、循环稳定、性能优良的电极材料，主要采用了室温充放电、循环伏安等测试方法，以及XRD、SEM对材料进行表征。
尖晶石型的锂离子正极材料LiNi0.5Mn1.5O4具有4.7V的高电压放电平台，且具有较高的充放电比容量，表现出了优良的电化学性能，逐渐成为当今正极材料研究的一个热点。本论文采用溶胶凝胶-高温固相法制备出比容量高、循环性能优良的尖晶石型LiNi0.5Mn1.5O4，并系统研究了Ti掺杂对其结构及电化学性能的影响。尖晶石型的Li4Ti5O12是一种“零应变”锂离子电池负极材料，具有优良的结构稳定性、安全性能及循环性能。本论文采用高温固相法合成Li4Ti5O12，并对其结构及电化学性能进行了研究。
采用溶胶-凝胶法制备出LiNi0.5Mn1.5O4前驱体，分别考察了反应温度、反应时间对材料性能的影响。结果表明:800℃下焙烧12h制备的LiNi0.5Mn1.5O4样品颗粒分布均匀，平均粒径在0.5μm左右，在0.2 C倍率下首次放电比容量为130.4 mAh/g，30次循环后，容量为125.7 mAh/g，容量保持率为96.4％。
为了进一步改进材料LiNi0.5Mn1.5O4的电化学性能，对其进行Ti元素掺杂，制得材料LiNi0.5Mn1.5-xTixO4。XRD测试表明，Ti掺杂合成的样品为晶形完整的尖晶石结构;SEM表明，材料粒径分布均匀，颗粒规整;充放电性能测试发现，在掺杂Ti后，材料的大电流放电性能提高;循环伏安分析可知，掺杂Ti减小了材料极化，使得材料可逆性增强。
采用高温固相法合成Li4Ti5O12，系统考察了不同（摩尔比）N(Li)/N(Ti)、反应温度及反应时间对产物的结构、形貌及电化学性能影响。结果表明:750℃焙烧24 h所制备的Li4Ti5O12样品，XRD结果显示为结晶完好的单一物相，空间群为Fd3m，样品颗粒分布均匀，粒径大小为0.3μm左右，并且具有较好的电化学性能:在0.8～2.5 V之间充放电，1C、5C和10C倍率下样品的首次放电容量为163.5、134.7和133.4 mAh/g，50次循环后，容量还分别保持158.3、128.6和115.5 mAh/g，具有较好的大倍率放电性能，为实现Li4Ti5O12的工业化生产提供参考。
本文还利用LiNi0.5Mn1.3Ti0.2O4为正极，Li4Ti5O12为负极组装成全电池进行了研究，在2.0～3.5 V范围内充放电。当LiNi0.5Mn1.3Ti0.2O4/Li4Ti5O12质量比为1∶1.2时，在0.2 C倍率下首次放电容量为136.7 mAh/g，30次循环后，容量为121.2mAh/g，容量保持率为88.7％。
尖晶石型的锂离子正极材料LiNi0.5Mn1.5O4具有4.7V的高电压放电平台，且具有较高的充放电比容量，表现出了优良的电化学性能，逐渐成为当今正极材料研究的一个热点。本论文采用溶胶凝胶-高温固相法制备出比容量高、循环性能优良的尖晶石型LiNi0.5Mn1.5O4，并系统研究了Ti掺杂对其结构及电化学性能的影响。尖晶石型的Li4Ti5O12是一种“零应变”锂离子电池负极材料，具有优良的结构稳定性、安全性能及循环性能。本论文采用高温固相法合成Li4Ti5O12，并对其结构及电化学性能进行了研究。
采用溶胶-凝胶法制备出LiNi0.5Mn1.5O4前驱体，分别考察了反应温度、反应时间对材料性能的影响。结果表明:800℃下焙烧12h制备的LiNi0.5Mn1.5O4样品颗粒分布均匀，平均粒径在0.5μm左右，在0.2 C倍率下首次放电比容量为130.4 mAh/g，30次循环后，容量为125.7 mAh/g，容量保持率为96.4％。
为了进一步改进材料LiNi0.5Mn1.5O4的电化学性能，对其进行Ti元素掺杂，制得材料LiNi0.5Mn1.5-xTixO4。XRD测试表明，Ti掺杂合成的样品为晶形完整的尖晶石结构;SEM表明，材料粒径分布均匀，颗粒规整;充放电性能测试发现，在掺杂Ti后，材料的大电流放电性能提高;循环伏安分析可知，掺杂Ti减小了材料极化，使得材料可逆性增强。
采用高温固相法合成Li4Ti5O12，系统考察了不同（摩尔比）N(Li)/N(Ti)、反应温度及反应时间对产物的结构、形貌及电化学性能影响。结果表明:750℃焙烧24 h所制备的Li4Ti5O12样品，XRD结果显示为结晶完好的单一物相，空间群为Fd3m，样品颗粒分布均匀，粒径大小为0.3μm左右，并且具有较好的电化学性能:在0.8～2.5 V之间充放电，1C、5C和10C倍率下样品的首次放电容量为163.5、134.7和133.4 mAh/g，50次循环后，容量还分别保持158.3、128.6和115.5 mAh/g，具有较好的大倍率放电性能，为实现Li4Ti5O12的工业化生产提供参考。
本文还利用LiNi0.5Mn1.3Ti0.2O4为正极，Li4Ti5O12为负极组装成全电池进行了研究，在2.0～3.5 V范围内充放电。当LiNi0.5Mn1.3Ti0.2O4/Li4Ti5O12质量比为1∶1.2时，在0.2 C倍率下首次放电容量为136.7 mAh/g，30次循环后，容量为121.2mAh/g，容量保持率为88.7％。