J. Mater. Sci. Mater. Electron. ：從電紡二元LiCoO2到三元Li2CoTi3O8的鋰離子電池正極性能

DOI:10.1007/s10854-020-03374-y

采用靜電紡絲法制備了金屬氧化物納米纖維，并將其開發為鋰離子電池（LIBs）的電極材料。研究了煅燒溫度和LiCoO2納米纖維的Li:Co摩爾比對紐扣電池電化學正極性能的影響。較高的煅燒溫度和Li:Co摩爾比提高了納米纖維的電化學性能。在400℃和700℃下制備的鋰鈷氧化物（LiCoO2）納米纖維保持了65%和90%的初始容量，在大電流試驗后C-速率恢復到0.1 C。當Li:Co的摩爾比（2:1）增加一倍時，比容量值從78 mAh g-1增加到148 mAh g-1。另外，還制備了膠體二氧化鈦納米顆粒（TiO2 NPs）摻雜的LiCoO2納米纖維，并將其作為正極材料進行了研究。雖然煅燒溫度的升高會導致LiCoO2相的更高結晶度和穩定性，但在TiO2納米顆粒存在下會導致二元（LiCoO2/TiO2）轉變為三元Li基過渡金屬氧化物（Li2CoTi3O8/TiO2）。Li2CoTi3O8/TiO2納米粒子在0.1 C時的初始放電容量為82 mAh g-1，經過25個循環后恢復至0.1 C時，其容量保持率為83%。

圖1.電紡PAA/LiOH/Co(OH)2和PAA/LiOH/Co(OH)2/TiO2納米纖維的TGA曲線

圖2.a，b在煅燒之前；c，d在400℃下煅燒5h后；e，f在700℃下煅燒8h后的PAA/LiOH/Co(OH)2納米纖維的SEM照片

圖3.在400℃和700℃下獲得的LiCoO2納米纖維的XRD圖

圖4.a煅燒前PAA/LiOH/Co(OH)2/TiO2納米纖維，b在400℃下煅燒5h的LiCoO2/TiO2納米纖維，c 在700℃下煅燒8h的Li2CoTi3O8/TiO2的SEM顯微照片

圖5.在400℃下獲得的LiCoO2/TiO2納米纖維和在700℃下獲得的Li2CoTi3O8/TiO2納米纖維的XRD圖

圖6.a Li/LiCoO2紐扣電池的倍率性能（LiCoO2納米纖維在400℃和700℃的條件下制備，Li:Co摩爾比為1:1）。b Li/LiCoO2紐扣電池的掃描伏安圖，掃描速率為0.1 mV/s。c Li/LiCoO2紐扣電池的充放電曲線

圖7.Li/LiCoO2紐扣電池的速率性能（LiCoO2納米纖維在700℃的條件下制備，Li:Co摩爾比為2:1）

圖8.a Li/Li2CoTi3O8/TiO2紐扣電池的速率性能和b循環伏安圖（Li2CoTi3O8/TiO2納米顆粒在700℃下制備，Li:Co摩爾比為1:1）