锂离子电池负极墨水的制备及性能研究

关键词：钛酸锂 棒状电极 打印墨水 烧结温度 黏度 

摘要：钛酸锂因零应变特性已成为性能优异的锂离子电池负极材料,在锂离子电极负极材料有良好的应用前景,确保后期3D打印出性能良好的微电池棒状电极.选取钛酸锂作为棒状电极的负极材料,与溶剂、增稠剂、分散剂和保湿剂等按一定比例制备打印墨水,随后通过以挤压为基础的3D打印技术打印电极,并在氮气保护下高温烧结获得的棒状电极。本文主要探究了钛酸锂掺杂石墨、钛酸锂质量分数以及烧结温度对棒状电极的性能影响,其次通过打印墨水的流变特性模拟分析来探究墨水黏度对挤压过程中流动速度的影响.结果表明:掺杂10%石墨的钛酸锂棒状电极相比未掺杂石墨的电极,其充放电容量提高了18%,表现出较好的循环性能;当钛酸锂质量分数为59%,打印墨水黏度为26.53Pa·s,所制备棒状电极的电阻率为221kΩ·cm,打印墨水具有良好的打印及导电性能;当烧结温度为950℃,棒状电极电阻率较小,为205kΩ·cm,与基板有良好的附着力,膜层表面平整、致密且有许多孔洞,有助于电解液的渗透.对打印墨水的黏度进行模拟分析可知,随黏度的增减而使墨水流动速度变化明显.

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