钛酸锂材料的结构特点

钛酸锂材料的结构特点

Li4Ti5012是一种由金属铿和低电位过渡金属钦的复合氧化物，属于AB2X4系列，它可以被描述成尖晶石固溶体。

其空间点群为Fd3m空间群，晶胞参数a为0.836nm，为不导电的白色晶体，在空气中可以稳定存在。结构类似于反尖晶石:在一个晶胞中，32个氧负离子O2.按立方密堆积排列，占总数3/4的铿离子Li+被四个氧离子紧邻作正四面体配体嵌入空隙，其余的锂离子和所有钛离子Ti4+(原子数目1:5)被六个氧离子紧邻作正八面体配体嵌入空隙，因此其结构可以表示为

Li[Li1/3Ti5/3]O4，Li4Ti5012稳定致密的结构可以为有限的锂离子提供进出的通道。Li4Ti5012固有的电子电导率为10-9S/CM

钛酸锂负极材料

钛酸锂材料理论比容量为175 mAh g-1，实际比容量大于160mAh g-1。钛酸锂材料有独特的优势如：

1 具有循环寿命长，高稳定性能；

2. 放电平台可达1.55V；

3 Li4Ti5O12 是一种“零应变材料”，锂离子具有很好的迁移性。

4. 这种零应变材料使其在锂电池负极材料中倍受关注。

钛酸锂产品的技术指标:

项目

单位

测量值

检查械器型式

D10

μm

0.63

Malvern Instruments Ltd

MASTERSIZER2000

D50

μm

1.44

D90

μm

2.43

振实密度

g/ml

1.68

Quantachrome UPYC1000

首次容量

mAh/g

166.34

半电池测试柜

首次效率

%

98

钛酸锂材料的优点

1、它为零应变材料，循环性能好;

2、放电电压平稳，而且电解液不致发生分解，提高锂电池安全性能;

3、与炭负极材料相比，钛酸锂具有高的锂离子扩散系数(为2

*10-8cm2/s)，可高倍率充放电等。

4、钛酸锂的电势比纯金属锂的高，不易产生锂晶枝，为保障锂电池的安全提供了基础。