鈦酸鋰

合成方法

　　1. 將等物質(zhì)量的偏鈦酸和氫氧化鋰，經(jīng)過濾、分離、干燥制得。

　　2. 可用適量的Ti2O3和Li2CO3一起加熱至約950℃來制取。

儲存方法

　　放置在常溫密閉，陰涼通風(fēng)干燥處，避光，不能與明火接觸。

材料簡介

　　中文名稱：新型鈦酸鋰

　　CAS：12031-95-7

　　分子式：Li4Ti5O12

　　分子量：459.1448

　　顏色：白色

　　新型鈦酸鋰為“零張力”材料，使電池壽命大大延長，充放電循環(huán)可達(dá)數(shù)千次以上。新研發(fā)的鈦酸鋰負(fù)極材料與錳酸鋰正極材料的新型電池組已應(yīng)用于風(fēng)光互補(bǔ)的環(huán)保綠色照明系統(tǒng)之上。“傳統(tǒng)的太陽能路燈用于儲電的鋰電池每兩年就要更換一次，而用新型材料制成的鋰電池使用壽命可達(dá)15年。

　　“新型鈦酸鋰電極材料還可用于制造大型儲能、動力鋰電池，新型鋰電池沖放次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)鋰電池。電動汽車也正是由于蓄電池存在問題而難以得到推廣，比如普通的電動汽車可能使用兩年后便需要換電池，而使用新型鋰電池則可以使用至少10年以上，使電動汽車成本大大降低。在環(huán)保節(jié)能的角度出發(fā)，國家也開始大力推行這種純電動公交車，作為一種新型的能源產(chǎn)業(yè)，無論在純電動汽車上，還是家庭儲能方面都有一定的環(huán)保價(jià)值。格力已經(jīng)率先發(fā)起收購新能源行動，而收購的公司就是專門做鈦酸鋰純電動汽車的銀隆新能源，看來格力已經(jīng)認(rèn)識到這種新能源對我們未來的改變只是時(shí)間的關(guān)系了。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　Li4Ti5O12是一種由金屬鋰和低電位過渡金屬鈦的復(fù)合氧化物，屬于AB2X4系列，可被描述成尖晶石固溶體。

　　其空間點(diǎn)群為Fd3m空間群，晶胞參數(shù)a為0.836nm，為不導(dǎo)電的白色晶體，在空氣中可以穩(wěn)定存在。結(jié)構(gòu)類似于反尖晶石：在一個(gè)晶胞中，32個(gè)氧負(fù)離子O2.按立方密堆積排列，占總數(shù)3/4的鋰離子Li+被四個(gè)氧離子緊鄰作正四面體配體嵌入空隙，其余的鋰離子和所有鈦離子Ti4+(原子數(shù)目1：5)被六個(gè)氧離子緊鄰作正八面體配體嵌入空隙，因此其結(jié)構(gòu)可以表示為Li[Li1/3Ti5/3]O4，Li4Ti5O12穩(wěn)定致密的結(jié)構(gòu)可以為有限的鋰離子提供進(jìn)出的通道。Li4Ti5O12固有的電子電導(dǎo)率為10-9S/CM

　　Li4Ti5O12最大的特點(diǎn)就是其”零應(yīng)變性“。所謂”零應(yīng)變性“是指其晶體在嵌入或脫出鋰離子時(shí)晶格常數(shù)和體積變化都很小，小于1%。在充放電循環(huán)中，這種”零應(yīng)變性“能夠避免由于電極材料的來回伸縮而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞，從而提高電極的循環(huán)性能和使用壽命，減少循環(huán)帶來的比容量衰減，具有非常好的耐過充、過放特征。

負(fù)極材料

　　鈦酸鋰材料理論比容量為175 mAh g-1，實(shí)際比容量大于160mAh g-1。鈦酸鋰材料有獨(dú)特的優(yōu)勢如：

　　1.具有循環(huán)壽命長，高穩(wěn)定性能；

　　2. 放電平臺可達(dá)1.55V，且平臺非常平坦；

　　3. Li4Ti5O12是一種”零應(yīng)變材料“，鋰離子具有很好的遷移性；

　　4. 這種零應(yīng)變性使其在鋰電池負(fù)極材料中倍受關(guān)注。

優(yōu)點(diǎn)

　　1.它為零應(yīng)變材料，循環(huán)性能好；

　　2.放電電壓平穩(wěn)，而且電解液不致發(fā)生分解，提高鋰電池安全性能；

　　3.與炭負(fù)極材料相比，鈦酸鋰具有高的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)(為2 *10-8cm2/s)，可高倍率充放電等；

　　4.鈦酸鋰的電勢比純金屬鋰的高，不易產(chǎn)生鋰晶枝，為保障鋰電池的安全提供了基礎(chǔ)。

缺點(diǎn)

　　1.比容量比其他的金屬基材料低很多。理論容量175mAh/g；

　　2.導(dǎo)電性差，大電流放電極化比較嚴(yán)重，因而高倍率下性能不佳；

　　3.作為電池材料其振實(shí)密度比較低，單位體積的容量較小。