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·1218· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

由图 1 可见，4 个样品在 2θ 为 18.8°、35.6°、 由图 3 可知，4 个样品均有碳元素存在，样品 LTO-C
43.2°、47.4°、57.2°、62.8°、66.1°、74.3°、75.4°、 1%、LTO-C 3%、LTO-C 5%和 LTO-C 10%表面包覆
79.3°处均出现了衍射峰，分别对应 LTO 的（111）、 的碳质量分数依次为 0.95%、2.93%、4.89%和 9.94%。
（311）、（400）、（331）、（333）、（440）、（531）、（533）、 2.4 电化学性能分析
（622）和（444）晶面衍射，4 个样品均无杂峰存 不同碳质量分数 LTO-C 组装成的电池在 0.5 C 下
在，说明合成的产物均为纯相结构 LTO-C。所有样 的首次充放电曲线见图 4。由图 4 可见，4 个样品都
品均没有检测到碳的特征峰，这可能是由于样品中 有两个明显的充放电平台，这两个平台分别对应着
碳的含量较少，样品表面包覆的碳为无定形碳。 如下的氧化还原反应。
_
2.2 扫描电子显微镜分析 Li Ti O +3Li +3e  Li Ti O
+

5 12
不同碳质量分数 LTO-C 的扫描电镜照片见图 4 5 12 7
由图 4 可知，LTO-C 1%、LTO-C 3%、LTO-C 5%
2。由图 2 可知，合成的粉末晶粒表面较为光滑，分
和 LTO-C 10%的首次放电比容量分别为 165.6、
散性较好，晶粒大小均匀，晶粒尺寸约为 500 nm。
185.9、162.3 和 137.8 mA·h/g，对应的库伦效率（放
当碳质量分数较低时，合成的粉末无明显的团聚现
电比容量与充电比容量的比值）为 105.7%、107.8%、
象，当碳质量分数达到 10 %时，合成粉末团聚较
107.5%和 107.9%。LTO-C 3%具有最高的放电比容量。
严重。

图 4 不同碳质量分数 LTO-C 在 0.5 C 下的首次充放电曲线
Fig. 4 Charge and discharge curves of LTO-C with different
mass fractions of carbon at 0.5 C rate

a—LTO-C 1%；b—LTO-C 3%；c—LTO-C 5%；d—LTO-C 10% 不同碳质量分数 LTO-C 在 0.5 C 下的循环性能
图 2 不同碳质量分数 LTO 的扫描电镜照片 曲线见图 5。由图 5 可知，循环 50 次后，LTO-C 1%、
Fig. 2 Scanning electron micrographs of LTO powders with LTO-C 3%、LTO-C 5%和 LTO-C 10%的放电比容量
different mass fractions of carbon
分别为 154.0、161.5、128.1 和 116.1 mA·h/g，对
2.3 EDS 能谱分析
应的容量保持率依次为 93.0%、86.9%、78.9%和
不同碳质量分数 LTO-C 粉末的能谱图见图 3。 84.3%。随着碳质量分数的增加，复合材料的电化学

性能先变好后变差。原因可能是碳作为电子导体，
提高了材料的导电性，但是碳质量分数过低，改善

图 3 不同碳质量分数 LTO 的 EDS 能谱图 图 5 不同碳质量分数 LTO-C 在 0.5 C 下的循环性能曲线
Fig. 3 Energy spectra of LTO with different mass fractions Fig. 5 Cycling performance curves of LTO-C with different
of carbon mass fractions of carbon at 0.5 C rate