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第 7 期 于小林，等: Li 4 Ti 5 O 12 -C 复合材料的制备及性能 ·1219·

效果不明显，碳质量分数过高，容易使样品团聚，
[14]
活性材料的含量降低，使得样品的电化学性能较差 。
所以，LTO-C 3%的电化学性能最优。
LTO-C 3%在不同倍率下的充放电曲线和循环
性能曲线分别见图 6a、b。由图 6a 可知，样品 LTO-C
3%在 0.5、1.0、2.0 和 4.0 C 倍率下的放电比容量分
别为 180.7、144.6、126.2 和 106.9 mAh/g。由图 6b
可知，随着放电倍率的增大，放电比容量阶梯状下降，
当再次回到 0.5 C 时，放电比容量仍高达 156.8 mAh/g。
从图 6b 还可看出，除首次循环外，其他循环次数的
库伦效率均接近 100%。可见合成的 LTO-C 3%具有
较好的倍率性能。

图 7 不同碳质量分数 LTO-C 的循环伏安图
Fig. 7 Cyclic voltammograms of LTO-C with different

mass fractions of carbon
图 6 LTO-C 3%在不同倍率下的首次充放电曲线（a）和
循环曲线（b） 由图 7 可知，每个样品均有 1 对非常明显的氧
Fig. 6 (a) charge and discharge curves and (b) cycling 化还原峰，分别对应 Li 嵌入和脱出 LTO 晶格。由
+
performance curves of LTO-C 3% at different charge-
discharge rates 图 7 看出，除首次循环外，第 2 次和第 3 次循环曲
线能较好重合，说明随着循环次数增加，复合材料
不同碳质量分数 LTO-C 的循环伏安曲线见图
的可逆性逐渐变好。图 7 还可看出，LTO-C 3%循环
7，每个样品循环 3 次。
伏安曲线（图 7b）第 1 次循环中的氧化还原峰电位

差为 278.6 mV，小于其他 3 个样品（LTO-C 1%的电
位差为 362.1 mV，LTO-C 5%的电位差为 322.2 mV，
LTO-C 10%的电位差为 331.8 mV），样品 LTO-C 3%的
峰电流为 1.985 mA，说明 LTO-C 3%具有更好的电化
学可逆性和大倍率性能。
不同碳质量分数 LTO-C 循环前的交流阻抗曲线
及其等效电路图见图 8。由图 8 可知，4 种样品的交
流阻抗曲线均由 1 个半圆和 1 条斜直线组成。中高
频区的半圆代表电荷转移过程，可由此模拟计算出