臺灣博碩士論文加值系統

摘 要
本研究探討以水熱法製備之二氧化鈦於不同熱處理溫度之影響以及運用不昂貴且簡易的無電鍍方法將錫修飾於市售之二氧化鈦應用於鋰離子電池的負極材料。將不同熱處理溫度之二氧化鈦利用掃瞄式電子顯微鏡(SEM)與X光薄膜繞射分析儀(XRD)來瞭解經熱處理後的二氧化鈦表面形態及晶體結構之變化。此外，利用無電鍍方法將錫金屬修飾於市售二氧化鈦粉末上，並經450℃燒結一小時，再藉由掃描式電子顯微鏡(SEM)、X-射線能量分佈分析儀(EDS)與Ｘ光薄膜繞射分析儀(XRD)來瞭解經修飾後的二氧化鈦表面形態與結構上的變化。測試後的結果得知經由無電鍍法可將錫金屬分散於二氧化鈦表面，並藉由循環伏安法(CV)、充放電循環測試、放電速率測試、交流電阻抗測試(EIS)及熱安全性測試(DSC)來了解修飾二氧化鈦的特性。而從結果可得知本研究將錫金屬修飾於二氧化鈦的方法可以有效地提升鋰離子電池的電容量，對電池的循環壽命也有不錯的表現。

ABSTRACT
The TiO2 poeders were prepared by a hydrothermal synthetic method as anode materials for Lithium -ion batteries. The TiO2 samples were prepared to investigate the effects of temperature on materials characteristics and electrochemical properties. Therefore, tin/titanium dioxide composites have been developed as anode material for Lithium -ion batteries vis a simple and inexpensive electroless plating process. The morphology and the structure of the modified TiO2 powders were examined by SEM, DSC and XRD. The results showed that the tin were distributed on the surface of TiO2 particles. The modified TiO2 materials were characterized by cycle life testing, rate capability, EIS and EDS. The results showed that an adequate amount of tin deposited on TiO2 particles can enhance capacity and cyclability for Lithium -ion batteries.

目錄
摘 要 I
ABSTRACT II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 X
圖目錄 XI
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2鋰離子電池工作原理介紹 4
1-3 鋰離子電池材料之組成 7
1-3-1 正極材料 7
1-3-2電解液 9
1-3-3隔離膜 9
1-3-4負極材料 10
1-4二氧化鈦之介紹 12
1-5 二氧化鈦應用於鋰離子電池負極之研究 16
1-6 研究目的 20
1-7研究架構 21
第二章 實驗方法、設備與程序 23
2-1實驗儀器名稱 23
2-2實驗藥品及器材 24
2-3實驗步驟 25
2-3-1 二氧化鈦之製備 25
2-3-2二氧化鈦負極材料修飾之製備 25
2-3-3材料分析 28
2-3-3-1掃描式電子顯微鏡/背向散射電子影像(SEI/BEI)及X-射線能量分佈分析儀(EDS) 28
2-3-2-2Ｘ射線薄膜繞射分析儀 (XRD) 30
2-4電池組裝測試 31
2-4-1 極片製作 31
3-4-2 電池的組裝 32
2-4-3 充放電測試 35
2-5 電化學分析 37
2-5-1 循環伏安分析(Cyclic Voltammetry) 37
2-5-2 交流電阻抗分析(AC Impedance) 39
2-6 熱安全性分析 42
2-6-1微差掃瞄熱卡計(DSC) 42
第三章 結果與討論 44
3-1 不同熱處理溫度之二氧化鈦材料分析 44
3-1-1 SEM觀察分析 44
3-1-2 X光薄膜繞射分析(XRD) 47
3-1-3 充放電測試分析 49
3-1-4 放電速率測試分析 53
3-1-5 交流電阻抗分析 55
3-2 錫修飾之二氧化鈦材料分析 58
3-2-1 外貌觀察 59
3-2-2 SEM觀察分析 59
3-2-3 EDS元素分析 64
3-2-4 X光薄膜繞射分析(XRD) 67
3-2-5 循環伏安分析 69
3-2-5 充放電測試分析 71
3-2-6 放電速率測試分析 74
3-2-7 交流電阻抗分析 77
3-2-8 材料熱穩定性分析 80
第四章 結論 82
參考文獻 84

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