作為清潔能源，可充電鋰離子電池(LIBs)被廣泛研究并應(yīng)用到許多領(lǐng)域[1,2,3,4] 隨著電動汽車的發(fā)展，對鋰離子電池材料性能的要求越來越高 先進(jìn)的鋰離子電池材料應(yīng)該具有高能量密度、高循環(huán)穩(wěn)定性、安全性和較長的循環(huán)壽命 作為鋰離子電池重要組成部分的負(fù)極材料，碳材料的成本低且存儲容量大 但是，碳負(fù)極材料也有不足之處：當(dāng)電壓低于1.0 V (vs. Li+/Li)時碳表面形成固體電解質(zhì)界面(SEI)，使初始庫能效率降低[5,6]；鋰離子電池充/放電時在碳表面生成鋰枝晶，產(chǎn)生較大的安全隱患[7,8] 因此，尋找高容量和較高鋰嵌入電壓的負(fù)極材料替代碳負(fù)極材料，極為重要 對于尖晶石型鈦酸鋰Li4Ti5O12，鋰嵌入電壓為1.55 V (vs. Li+/Li)，但是其理論容量小于175 mAh·g-1[9,10,11] Chen [12]等和Goodenough[13]等分別將Ti2Nb10O29和TiNb2O7視為Li4Ti5O12的替代物 Ti2Nb10O29和TiNb2O7具有不同的空間群A2/m和C2/m，但是其晶體結(jié)構(gòu)均為層狀單斜結(jié)構(gòu)，具有相同的氧化還原對Ti4+/Ti3+和Nb5+/Nb3+，嵌入電壓約為1.6 V [14] 它們的理論容量分別為396 mAh·g-1和387.6 mAh·g-1，可逆容量分別為247 mAh·g-1 和 280 mAh·g-1 鑒于此，可選擇Ti2Nb10O29[15,16]和TiNb2O7 [17,18,19]鈮鈦氧化物作為鋰離子電池的負(fù)極材料 Ti2Nb10O29和TiNb2O7的Ti4+和Nb5+離子的摩爾比分別為1:5和1:2，因此價格昂貴的鈮含量較低的負(fù)極材料TiNb2O7比Ti2Nb10O29具有更大的優(yōu)勢 TiNb2O7的合成溫度，受原材料的種類、初始粒度、合成方法和氣氛等多種因素的影響 Ram Avtar Jat等[20]在1000℃保溫48 h制備出TiNb2O7，Xia等[21]在1350℃保溫24 h制備出TiNb2O7，而Han等[22]在1100℃煅燒24 h也制備出TiNb2O7 本文研究TiNb2O7合成過程中各物相的轉(zhuǎn)變過程和TiNb2O7的合成機(jī)理 1 實驗方法1.1 材料的合成 實驗用原材料：銳鈦礦(純度為99.5%，平均粒徑為100 nm)，Nb(OH)5(化學(xué)純)和乙醇(化學(xué)純)