鈦酸鋰

合成方法

　　1. 將等物質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)可達數(shù)千次以上。新研發(fā)的鈦酸鋰負極材料與錳酸鋰正極材料的新型電池組已應用于風光互補的環(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)遠遠高于傳統(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)認識到這種新能源對我們未來的改變只是時間的關系了。

結構特點

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

　　其空間點群為Fd3m空間群，晶胞參數(shù)a為0.836nm，為不導電的白色晶體，在空氣中可以穩(wěn)定存在。結構類似于反尖晶石：在一個晶胞中，32個氧負離子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)被六個氧離子緊鄰作正八面體配體嵌入空隙，因此其結構可以表示為Li[Li1/3Ti5/3]O4，Li4Ti5O12穩(wěn)定致密的結構可以為有限的鋰離子提供進出的通道。Li4Ti5O12固有的電子電導率為10-9S/CM

　　Li4Ti5O12最大的特點就是其”零應變性“。所謂”零應變性“是指其晶體在嵌入或脫出鋰離子時晶格常數(shù)和體積變化都很小，小于1%。在充放電循環(huán)中，這種”零應變性“能夠避免由于電極材料的來回伸縮而導致結構的破壞，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。

負極材料

　　鈦酸鋰材料理論比容量為175 mAh g-1，實際比容量大于160mAh g-1。鈦酸鋰材料有獨特的優(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1.55V，且平臺非常平坦；

　　3. Li4Ti5O12是一種”零應變材料“，鋰離子具有很好的遷移性；

　　4. 這種零應變性使其在鋰電池負極材料中倍受關注。

優(yōu)點

　　1.它為零應變材料，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.與炭負極材料相比，鈦酸鋰具有高的鋰離子擴散系數(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。

缺點

　　1.比容量比其他的金屬基材料低很多。理論容量175mAh/g；

　　2.導電性差，大電流放電極化比較嚴重，因而高倍率下性能不佳；

　　3.作為電池材料其振實密度比較低，單位體積的容量較小。