锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的研究进展
Li4Ti5O12
国家自然科学基金资助项目(20476001);安徽省教育厅自然科学基金重点项目(2005KJ019ZD);安徽省自然科学基金资助项目(070414270X);淮南师范学院科研重点项目(2006LKP01ZD)
【DOI】
CNKIห้องสมุดไป่ตู้SUN:JLGY.0.2007-06-022
【更新日期】
2007-11-16
取0.2 mol/L的Li4Ti5(OEt)19(acac)5[acac-为乙酰丙酮基]为前驱体,经溶胶-凝胶后在600℃加热2 h制得纳米Li4Ti5O12粉体,产物通过X射线衍射(XRD)、粒度分布仪、拉曼光谱(Raman)与差热-热重进行表征。实验表明,前驱体中含有acac-基团,它可以阻止团聚现象;以获得的纳米Li4Ti5O12粉体(粒径为15~20 nm)作为锂电池负极材料,实际循环容量约为164 mAh/g,电池循环性能稳定,使用寿命长。
【英文摘要】
The xerogel was prepared by a direct sol-gel process of 0.2 mol/L Li4Ti5(OEt)19(acac)5 as the precursor and was heated at600℃for 2 h to obtain the nano-Li4Ti5O12 powder.The products were characterized by Raman spectroscopy,thermogravi mentry-differential thermal analysis(TG-DTA),X-ray diffraction(XRD) and partide size analyzer.The experiments reveales that the precursor contained acac-group,which could prevent the precursor from gathering.The nano-Li4Ti5O12 of 15～20 nm was thus obtained.The nano-Li4Ti5O1...
锂离子电池负极材料的研究进展
锂离子电池负极材料的研究进展摘要：当前全球范围内的石油和其他传统能源越来越稀缺，迫切需要有效开发和利用可再生能源，例如太阳能、风能和潮汐能。
但是，这些新能源供应不稳定且持续不断，因此需要先转换成电能再输出，这促进了可充电电池的研究。
传统的铅酸电池，镍镉电池和镍氢电池存在使用寿命短、能量密度低和环境污染等问题，极大地限制了它们的大规模应用。
当前，电池行业的首要任务是找到可替代传统铅酸电池和镍镉电池的可充电电池，迫切需要开发无毒、无污染的电极材料和电池隔膜以及无污染的电池。
与传统的二次化学电池相比，锂离子电池由于其吸引人的特性已经在电子产品中占主导地位，显示出广阔的发展前景。
关键词：锂离子电池；负极材料；研究进展引言国际能源结构正从传统化石能源的主导地位逐渐转变为低碳、清洁和安全的能源，以二次电池为代表的电化学储能技术已成为最有前途的储能技术之一。
锂离子电池因其比能量高、工作电压高、循环寿命长和体积小等特点得到了广泛关注。
锂离子电池主体由正极、隔膜、负极、封装壳体四部分组成，就提高电池的比能量而言，提高负极的性能相对于改进正极、隔膜、封装壳体更为容易。
负极又包括了电流集流体(通常是铜箔)、导电剂(通常是乙炔黑)、粘结剂(通常是聚偏氟乙烯)和具有与锂离子可逆反应的活性材料。
电极的性能几乎取决于活性材料的性能。
１嵌入型负极材料嵌入型负极材料嵌入机制可以描述为，材料结构中可以容纳一定的外来的锂离子，相变形成新的含锂的化合物，并且能在随后的充放电过程中脱出外来的锂离子，恢复到先前的原始结构。
嵌入型负极材料，包括已经商业化锂离子电池负极材料石墨、非石墨化的碳材料（如石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维）、ＴｉＯ２以及钛酸锂等。
其中碳质材料的优点包括良好的工作电压平台，安全性好以及成本低等。
但是也存在一些问题，如高电压滞后、高不可逆容量的缺点。
钛酸盐负极材料具有优异的安全性、成本低、长循环寿命的优点，但能量密度低。
石墨作为层状碳材料，是首先被商业化和人们所熟知的ＬＩＢ负极材料，也是最成功的嵌入型负极材料，锂离子嵌入后可生成层状ＬｉＣ６，其放电平台在０．２Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ＋／Ｌｉ）以下，有优异的嵌／脱锂动力学性能，是比较完美的ＬＩＢ负极材料。
锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的研究概况(Ⅱ)
逆 峰 ， 者 归 因 于 Ｔ吖Ｔ 的氧 化 还 原 反 应 ， 者 为 Ｔ 的 多步 前 ｉ 后 反 应 ，在随 后 的 循 环 中 表 现 可 重 复 性 ；．－００ ０２ ０ 、 ２０ ．１ Ｖ，．、． ５ １３ ５７ １ 、、 、 、０Ｃ充 放 电 时 ， 比 容 量 分 别 为 ２ ３ ２ ５ １５ １８ １ 、０ 、９ 、８ 、
物 在 ２５ ． Ｖ，． ｍＡｃ 的初 始 比容 量 为 ２ ５ｍＡｈ ，０ ．～０５ ０ ／ ４ ｍ ３ ／ ６ ｇ
循 环后 比容 量 为 ２ ０ｍＡ ／ 。 ． Ｊ ｎ 人 ｆ以球 碳 作模 板 ， ０ ｈｇ Ｃ Ｈ．ｉ ｇ等 Ｌ ａ ｛ ｆ 】 以Ｔ Ｉ ＬＣ ３Ｏ ・ ２ 为 原料 ， 成 出 中 空球 形 的 Ｌ ｉ ２ ＴＰ、ｉ ＨＣ ２Ｈ０ 合 ｉ 。 ４ Ｏ。 Ｔ
ＦＡＮ ｎｇ ｌ，ＬＩＷ ｅ — ｈ ｎｇ Ｙｏ —ｉ ｎ ｓ ｅ
（ｉｎｉ ｓｉ ｔ ｏ Ｐ ｕ Ｆ ｏｔｅ， ｉｎｉ ０ ３ １ ｈ ｍ） Ｙａｊ Ｉ ｔｕｅ ｆ ｏ ｔｃｓ Ｔａｊ ３ ０ ８ ， ｈ ｎｎ ｔ ｅＳ ｒ ｎ Ｃ
（ 上期） 接
２ Ｌ４ ｉ ｉ Ｔ Ｏ 合 成
采 用 溶 胶 一 胶 法 合 成 Ｌ４ｌ 时 ，大 致 有 以下 几 种 方 凝 ｉ ｅ Ｔｏ
锂 离子 电池负极材 料 Ｌ Ｔ５ 的研 究概 况（Ｉ ｉｉ ２ ４ Ｏ Ｉ ）
樊 勇 利 ， 李 文 升 ｆ 国电子科技集『公 司 第十八研究所 ， 津 ３０８） 巾 才 Ｊ 天 ０３ １
Ｒｅｅｒｈｏ ｉ ｉ ａ ｏ ｅ ｔｒ ｌ ｆｒ ｉ ｉｍ— ｎｂ ｔ ｒ（Ｉ ｓａｃ ｎＬ４ ５ １ ｎ ｄ ｅｉ ｓ ｏ ｔ ｕ ｉ ａｔ ｙ Ｉ） Ｔ Ｏ２ ｍａ ａ ｌｈ ｏ ｅ
锂离子电池负极材料Li4Ti5O(12)的研究概况(Ⅲ)
樊 秀利 ， 李 文 升
ｆ 巾 电 子 科 技 集 公 司 第 十八 研 究 所 ， 津 ３ ０ ８ ） 天 ０３ １
Ｒ ｓａｃ ｎＬ４ ｉ ｌ ａ ｏ ｅｍａｅｉｌ ｆｒ ｉ ｉｍ— ｎｂ ｔ ｒ （Ｉ ｅｅ ｒｈｏ ｉ ５ ２ ｎ ｄ ｔｒ ｓ ｏ ｔ ｕ ｉ ａｔ ｙ Ｉ ） Ｔ Ｏ ｃ ａ ｌｈ ｏ ｅ Ｉ
ＦＡＮ Ｙｏｎ ｌ， ｅ ｓ ｎｇ ｇ—ｉ Ｌ１Ｗ ｎ—ｈｅ
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ｆ 上其） 接 ｝ Ｊ
３ Ｌ４１ ２ ｉ ’ 改性 Ｔ５ Ｏ１
３ １掺 杂其 它 元素对 Ｌ４ ｉ 性 能的 改进 ． ｉ ５ ＴＯ
Ｌ Ｏ． 身 是 电 子 绝 缘 材 料 ， 电 流 允 放 电时 容 镀 衰 减 ｉ 木 大 很 快 ， 接 影 响 其 高 倍 率 性 能 。通 过 异 价 离 子 的掺 杂 ， Ｔ 产 直 使 ｉ 生 混 合 电 价 ， 高 材 料 的 电 子 导电 能 力 。 提 为此 ， 引 入 白 电 子 应 或 电子 空 穴 掺 杂 的 阳离 子 价 态 ≥＋ ， 日是 Ｌ 位 置 掺 杂 、当 ２并 ＿ ｉ 时 ， 产 生 ｆ 由 电 子 ； 引 入 的 阴 离 子 价 念 ＜一２ 可 产 生 电 子 就 ｊ 当 ， 夺 穴 。这 是 ｌ 条提 高 Ｌ４ｉ 电子 导 能 力 途 径 。掺 杂改 性依 曲 ＇ 的 Ｔ ０． 据 是 ， 在 Ｌ— ｉ 相 ｉ ． Ｔ０ ， 改 变 沿 着 化 学 计 量 比 的
Ｌ４ｉ ２ ｉｉ 品 连 接线 上 Ｌ ： ｉ ｉ ￣ ＿ Ｔ 尖 Ｔ Ｏ，Ｌ Ｏ ｉ Ｔ 比例 ，合成 出 具有
尖晶石型Li4Ti5O12负极材料的研究进展
硅酸盐学报・ 548 ・2012年尖晶石型Li4Ti5O12负极材料的研究进展倪海芳，范丽珍(北京科技大学材料科学与工程学院，北京 100083)摘要：锂离子电池以其高功率和高能量密度等优点而被认为是电动汽车和其他便携式电器的最有前途的动力能源。
提高电化学性能及其安全性是锂离子电池面临的主要挑战。
尖晶石型钛酸锂因具有良好的结构稳定性、安全性以及高倍率充放电性能，成为锂离子动力电池负极材料的研究热点。
综述了国内外钛酸锂负极材料的最新研究进展，包括：合成方法，掺杂、表面改性，重点阐述了碳材料表面改性及其应用，展望了钛酸锂作为混合动力电池负极材料的发展趋势。
关键词：锂离子电池；尖晶石型钛酸锂；负极材料中图分类号：TM911 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2012)04–0548–网络出版时间：DOI：网络出版地址：Developments on Spinel Li4Ti5O12 as Anode MaterialNI Haifang，F AN Lizhen(School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China) Abstract: Lithium-ion batteries with the high power and high energy density are one of the promising power sources for electric ve-hicles and other portable electric devices. The main challenges are to improve the safety and electrochemical performance of lithium ion batteries. The spinel Li4Ti5O12 has become a hot topic as a novel anode material of power lithium-ion battery due to its reliability and safety in the case of overcharge and quick charging performance. This paper reviews the developments of Li4Ti5O12, which in-clude the synthesized method, doping, surface modification. The surface modification of carbon materials and its application is also presented. In addition, the future developments on the hybrid electrical vehicles are proposed.Key words: lithium-ion battery; spinel lithium titanate; anode material锂离子电池以其开路电压高、循环寿命长、能量密度高及自放电率小等优点被认为是便携式电器和电动汽车的理想动力能源。
固相法合成锂离子电池负极材料Li4Ti5O12／C
（ 四川大 学材 料科 学与工 程学 院， 四川成 都 ６ １ ０ ０ ６ ５ ）
摘 要： 以Ｌ ｉ ２ Ｃ Ｏ ３ 、 Ｔ ｉ Ｏ ２ 和硬 脂 酸 为原 料 ， 采 用 高 温 固相 法制 备 出 Ｌ ｉ ４ Ｔ ｉ ５ Ｏ 。 Ｊ Ｃ复合 材料 。 通过 Ｘ
ＺＨＯＵ Ｂｏ ｌ ｉ ｎ ， ＺＨＡＮＧ Ｙｕｎ ， Ｌ Ｉ Ｆａ ｎ ｇ ｆ ａ ｎ ｇ
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ０ ６ ５ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｍａ ｄ ｅ ｂ ｙ Ｌ ｉ ２ Ｃ Ｏ Ｔ ｉ Ｏ２ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｅ ａ ｒ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ பைடு நூலகம் Ａ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ， ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｍｏ ｒ ｐ ｈ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
锂 电池负极 材料 Ｌ ｉ ４ Ｔ ｉ Ｏ 。 是一种 由金属 锂与低 电位 过渡金 属钛 组成 的尖 晶石结 构复合 氧 化物 ， 由 于其嵌锂 时晶格常数变化很小（ ＜ １ ， 具有 良好稳定性 ，
所以其拥有平稳的放电电压和优越的循环陛能， 是一种
小粒径 ， 缩短 锂离子 的扩散 距离 ， 提高 Ｌ ｉ ４ Ｔ ｉ Ｏ 的导
ａ ｎ ｄ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｏｃ ｒ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｌ ｉ ４ Ｔ ｉ ５ Ｏ１
锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的研究概况(Ⅳ)
其 循 环 比 容 量 不 断 降 低 ，０ 次 循 环 后 其 比 容 量 降 为 １０
ｌ０ Ｏ ｍＡｈ 值。
作为负极材料在储能电池 中的循环性能 ，ｉ ｉ Ｌ４ ５ 的库仑效率 Ｔ ０。 接近 ｌ０ ＬＮｉ ｏ ％， ｉ Ｏ 的库仑效率为 ９ ． 这种正 负极库仑效率 ８５ ％，
不 对 称 会 使 电池 循 环 容 量 衰 减 加 快 （ 减 因 子 为 ０９ ） 而 石 衰 ．９ ，
墨 负极 的 的库 仑 效 率 为 ９ ％ ， ＬＮｉ 极 库 仑 效 率 相 近 ， ９ 与 ｉＯ正 它 们 组 装 成 的 电池 循 环 容量 衰减 较 慢 。
图 ７ 与 Ｌ４ｉ 相 关 联 的 电化 学 体 系 ｉ ＴＯ
Ｍａａ ｓｉ １以 ＬＣ Ｏ２ 正 极 ， ｉ ｉ ２ 负 极 组 成 电 ｓｔ ｈ 等 ９ ｏ ９ ｉｏ 为 ］ Ｌ４ 为 Ｔ ０】 池 研 究 了其 循 环 性 能 。结果 发现 Ｌａｉ ｉｏ 系 有 ４０ ０ ｉ ｓ ＬＣ Ｏ 体 Ｔ Ｏ。 ０ 次 的循 环 寿 命 ， 图 ９ａ， 果 能 除 去 吸 潮 、 化 等 影 响 因素 ， 如 （）如 脏 循 环 寿 命 甚 至 可 达 到 ５００次 ， 高 于石 墨 作 负 极 的 ２８ ０次 ， ０ 远 ０ 而 且 Ｌ ｉ 作 为 储 能用 的 大 电池 负极 可 用 铝 箔 做 电 极 引 线 ｉ ５ ０
钛酸锂及其在锂离子动力电池中的应用
图 4 阿尔泰公司钛酸锂电池的预测循环性能曲线 在 2007 年 12 月 2～5 日举行的“EVS23”上，阿尔泰公司又公布了它们公司目前钛酸锂电池的性能，
结果如图 5 所示。可以看出，电池的循环性能、倍率放电性能以及低温放电性能都非常优异。
图 5 阿尔泰公司目前钛酸锂电池的性能曲线 美国 EnerDel 公司在 AABC-07 上展出了负极使用 Li4Ti5O12 的混合动力车锂离子充电电池，该电 池单元的特点是，正极使用安全性很好的 LiMn2O4 的同时，负极使用了安全性更高的 Li4Ti5O12，安全
能力达到月产电池单元 100 万块。
图 8 东芝的电池和高倍率循环性能曲线材料研发现状
虽然国内外很多的大专院校、科研院所以及公司企业都在进行钛酸锂的研究，但能提供样品的单位不 多。目前国内只有深圳的两家公司以及台湾的一家公司可以提供样品。这些公司的样品中，深圳 A 公司的 样品是经过包碳处理的，外观为黑色粉末；其余几家公司的样品为纯钛酸锂白色粉末。表 1 为各公司样品
ming years, Li4Ti5O12 battery most likely will be firstly applied in HEV.
Key words: lithium titanate, lithium-ion battery, traction battery, application
尖晶石钛酸锂及其在锂离子动力电池中的应用
摘要：作为一种新型锂离子电池负极材料，尖晶石钛酸锂（Li4Ti5O12）具有使用寿命长、安全性高和热 稳定性好等特点，因此被作为锂离子动力电池的负极材料而广泛研究。本文对 Li4Ti5O12 的研发现状及应 用情况做了介绍，并对 Li4Ti5O12 的研发应用方向做了展望，认为目前 Li4Ti5O12 的主要研究方向是提 高倍率性能，包覆碳是提高倍率性能的有效途径。应用方面，在未来几年 Li4Ti5O12 电池最有可能作为 H
li4ti5o12结构
li4ti5o12结构1.简介l i4t i5o12是一种具有特殊结构的材料，由氧化锂和氧化钛组成。
它在能量存储和传输领域具有广泛的应用，特别是在锂离子电池中。
l i4t i5o12结构的独特之处在于其晶格结构和电导性能，使其成为一种非常重要的材料。
2.结构特点2.1晶体结构l i4t i5o12的晶体结构属于立方晶系，并具有尖晶石结构。
其晶胞中包含四个锂离子和五个氧气离子，以及十二个钛离子。
锂离子和氧气离子形成了一个立方密堆积的结构，而钛离子则处于八面体的空间中。
2.2电导性能l i4t i5o12具有优异的电导性能，特别适合用作电池材料。
这是因为l i4t i5o12晶体结构具有良好的导电路径，使得锂离子能够迅速在材料中进行传输。
此外，l i4t i5o12的电导性能不会随着循环次数的增加而下降，具有很高的循环稳定性。
3.应用3.1锂离子电池l i4t i5o12在锂离子电池中被广泛应用。
其优异的电导性能和循环稳定性使得锂离子能够快速地在正负极之间进行迁移，从而提高了电池的放电性能和循环寿命。
此外，l i4ti5o12还具有高的安全性能，能够有效地抵抗过充和过放的影响。
3.2超级电容器l i4t i5o12也可以用作超级电容器的电极材料。
其高导电性和稳定的循环性能使得超级电容器能够具有更高的能量存储密度和更长的使用寿命。
此外，l i4ti5o12还可以通过调控晶格结构来改善材料的电容性能，进一步提高超级电容器的性能。
3.3其他应用领域除了在电池和超级电容器领域的应用，li4ti5o12还具有广泛的应用前景。
例如，在传感器、储能设备和光电器件等领域中，l i4t i5o12的优异性能可以发挥重要作用。
未来随着材料科学的进步，l i4t i5o12的应用领域还将继续扩展。
4.总结l i4t i5o12具有特殊的结构和优秀的性能，使其成为能源存储和传输领域的重要材料。
其晶体结构和导电性能使其在锂离子电池和超级电容器等领域具有广泛的应用。
li4ti5o12 锂离子电池负极材料工作原理
li4ti5o12 锂离子电池负极材料工作原理一、概述1. 简介li4ti5o12是一种常用的锂离子电池负极材料，其在电池领域具有重要的应用价值。
本文将介绍li4ti5o12的工作原理，希望可以为电池研究领域的学者和工程师提供一定的参考价值。
二、锂离子电池概述1. 电池结构及原理锂离子电池是由正极、负极、电解液和隔膜组成的。
其工作原理是通过锂离子在正负极之间的往返迁移，完成电荷的存储和释放。
三、li4ti5o12的化学组成及结构特点1. 化学组成li4ti5o12是由锂离子和钛氧簇组成的过渡金属氧化物，其化学式为li4ti5o12。
2. 结构特点li4ti5o12具有尖晶石结构，其晶格稳定性和高电导率是其在电池中应用的关键优势之一。
四、li4ti5o12的工作原理1. 锂离子嵌入/脱嵌机制li4ti5o12在充放电过程中，锂离子会在其晶格结构中嵌入或脱嵌，完成电荷的存储和释放。
2. 极化行为li4ti5o12的极化行为会影响其在电池中的循环性能，合理控制极化行为对于提升电池性能具有重要意义。
五、li4ti5o12在锂离子电池中的应用1. 优势作为负极材料，li4ti5o12具有高安全性、长循环寿命和良好的高温性能等诸多优势。
2. 局限性li4ti5o12的比容量相对较低，这在一定程度上限制了其在电动车等大容量电池领域的应用。
六、结论1. 未来展望随着电动汽车等领域的快速发展，li4ti5o12作为锂离子电池负极材料仍然具有着广阔的应用前景。
期待更多的研究可以进一步提升其性能，推动锂离子电池技术的发展。
以上就是li4ti5o12 锂离子电池负极材料的工作原理的介绍，希望可以对相关领域的研究者们提供一些参考。
七、li4ti5o12的改进和性能优化方向1. 表面涂层对li4ti5o12进行表面涂层可以有效地改善其电化学性能，增强其循环寿命和安全性能。
2. 纳米结构设计利用纳米技术，设计制备纳米结构的li4ti5o12材料可以提高其比表面积和离子传导率，进而提升电池的性能。
锂离子电池新型负极材料Li4Ti5O12的研究现状与进展
锂 离 子 电 池 新 型 负 极 材 料 Ｌ４ ｉ 的 研 究 现 状 与 进 展 Ｔ５ ２ ｉ Ｏ
肖志 平 ， 王 英 ，唐 仁 衡 肖方 明 ，
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ（ ． 州 有 色 金 属 研 究 院 ，广 东 广 州 ５ ０ ５ ； ． １广 １ ６ ０ ２ 中南 大 学 材 料科 学 与 工程 学 院 ， 南 长 沙 湖 摘 ４０８ ） １ ０ ３
常数基 本不 发 生 变 化 （ 锂 前 晶格 常 数 ａ ０ ８ ６ 嵌 一 ． ３ ｎ 嵌 锂后 ａ ｍ， 一０ ８ ７ｎ ， 称 为 “ 应 变 ” 料 ， ． ３ ｍ） 被 零 材 具有 优异 的 循 环 性 能 ． 外 ， Ｔｉ 具 有 较 高 ］此 Ｌ ０
较 平 坦 的 电 压 平 台 （ ． ５Ｖ） 此 电 压 大 于 大 部 分 电 １ ５ ，
本低 廉 等优点 ， 是 也 存 在 很 多 不 足 之 处Ｅｚ： 电 但 ｌ］ 其 －
位 与金属 锂 的电 位接 近 ， 易导 致 锂 离 子 在 电极 表 容 面沉 积形 成锂 枝 晶 ； 电解 质 在 电极 表 面 容 易发 生 分 解形 成 固体 电解质 膜 ， 降低 了首 次 充放 电效 率 和 倍 率性 能 ； 在明显 电压 滞后 现象 ， 存 没有 平坦 的充 放 电 电压 平 台 、 热稳 定 性 较差 ． 近来 ， 极 材 料尖 晶石 型 负
第 ４ 卷
第 ４期
材
料
研
究
与
应
用
Ｖ ｏ１ ４。 Ｏ ４ ． Ｎ ． Ｄｅ ｃ． ２０ １０
２０１０年 １２月
Ｍ Ａ ＴＥＲＩ ＩＳ ＲＥＳＥＡＲＣ Ｈ ＮＤ Ａ Ａ ＡＰＰＩＩ ＣＡＴ １ Ｎ ０
文章 编 号 ： ６ ３ ９ ８ （ ０ ０ ０ — ２ ７０ １ ７—９ １ ２ １ ）４０ ８—５
li4ti5o12储锂机制反应
一、储锂机制概述储锂机制是指锂离子电池在充放电过程中，锂离子在正极和负极之间的储存和释放过程。
锂离子电池是一种重要的电化学能源储存装置，其储锂机制的研究对于提高电池的性能和稳定性具有重要意义。
二、储锂机制的基本过程1. 充电过程在锂离子电池充电过程中，正极材料（通常为氧化物）释放出氧化物负载的氧离子，在此过程中，正极活性物质中的锂离子氧化成锂离子，在电解液中向负极移动。
2. 储存过程在放电过程中，锂离子从正极迁移到负极，在负极材料中进行储存，产生金属锂或金属锂合金的形式。
这一过程中，正极材料吸收氧化物负载的氧离子和锂离子，负极材料释放出储存的锂离子。
3. 放电过程在锂离子电池放电过程中，电池正极材料中储存的锂离子向电解液和负极迁移，释放出电子流。
三、储锂机制的基本特点1. 可逆性储锂机制是通过氧化还原反应实现锂离子在正负极之间的储存和释放，具有一定的可逆性。
即在充放电过程中，正负极材料可以反复地吸收和释放锂离子，并且不会引起永久结构损伤。
2. 电化学活性锂离子在正负极材料中的储存和释放过程是由电化学活性材料完成的，这些材料具有较高的电导率和电化学反应活性，能够有效地实现锂离子的迁移和反应。
3. 影响因素储锂机制的效率和稳定性受到许多因素的影响，包括正负极材料的结构、成分和形貌，电解液的成分和性质等。
四、储锂机制的研究意义1. 提高电池性能深入研究储锂机制可以帮助人们了解电池充放电过程中的电化学反应规律，从而设计和优化更高性能、更稳定的锂离子电池。
2. 降低电池成本了解储锂机制有助于选取合适的正负极材料和电解液，提高电池的能量密度和循环寿命，进而降低电池的生产成本。
3. 减少环境污染通过研究储锂机制，可以开发更加环保的电池材料和生产工艺，减少对环境的污染和资源消耗。
五、储锂机制的研究现状1. 理论研究对储锂机制的理论研究主要依靠计算模拟和实验分析，以推测锂离子在正负极材料中的扩散和反应路径，探究电极材料的电化学活性和动力学特性。
负极材料Li4Ti5O12的制备与性能
中图分类号：TM912． 9
文献标识码：A
文章编号：1000-985X（ 2012） 02-0348-06
Preparation and Performance of Spinel Li4Ti5O12 Anode Material
LI Juan1 ，HE Chun-hua1 ，ZHANG Hai-yan1 ，ZENG Zhi-feng2
收稿日期：2011-11-09； 修订日期：2011-11-24 基金项目：国 家 自 然 科 学 基 金 （ 20971027 ） 资 助 项 目； 高 等 学 校 博 士 学 科 点 专 项 科 研 基 金 （ 20094420110005 ） ； 广 东 省 自 然 科 学 基 金
（ 9251009001000006） ； 广东省科技计划项目（ 2010A090200063，2010A011300041） ； 广州市科技计划项目（ 2009J1-C381） ； 东莞市 高等院校科研项目（ 200910814033） 作者简介：李 娟（ 1985-） ，女，湖南省人，硕士。E-mail： dubutianlang@ 163． com 通讯作者：张海燕，教授。E-mail： hyzhang@ gdut． edu． cn
件下可以得到小尺寸且颗粒均匀的亚微米晶体 Li4Ti5O12，且合成的产物电化学性能最佳。在 800 ℃及 8 h 合成条件下，产 物首次充放电容量分别为 188． 0 mAh / g 和 189． 1 mAh / g，首次充放效率为 99． 4% ，且具有良好的可逆性。
锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的结构和性能
Ｔ ｏ ｃ ｒｅｐ ｎ ｅ ｃ ｈ ｕｄｂ ｄ ｒｓｅ ． ｅ （５ ２２ ８ ９ ９ Ｆ ０ｗｈ ｍ ｏｒｓ ｏ ｄ ｎ ｅｓ ｏ ｌ ｅａ ｄ ｅｓｄ Ｔ ｈ ０ ９ ） １０ ９ ．＿ ￣ｍａｌ ｚ ＠ｘ ． ｕｃ ｉｙ ｈ ｍｕｅ ． ： ｄ ａ
１ 公 司的 ＯＭＮ Ｃ显 微红外 光谱仪进 行 了透 射傅 立 ｅ ｔ Ｉ 叶变换 红外 测试 ． 扫描 范 围 ４０￣４０ｃ ， 描次 ００ ０ ｍ一 扫 数 ３ ２次． 法 国 Ｄｉ ｒ 司 的 Ｌ ｂ ａ Ｉ型共 焦纤 在 ｌ 公 ｏ ａ Ｒ ｍ 维拉 曼光 谱仪 上进行 Ｒ ｍａ ａ ｎ光谱 测试 ． 光光 源 为 激 ＨｅＮ － ｅ激光器 ， 波长 ６２８ａ 收集 散射 光透镜 为 ５ ３ ． ｍ， ０
ｈ ａ ｅ ｏ ４ ｈ ｅ ｔ ｄ ｆ ｒ２ ．
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锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的研究进展
锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的研究进展李文;白薛;魏爱佳;李晓辉;刘振法【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2018(042)008【摘要】锂离子电池具有高的功率密度和能量密度,是最有前景的电动汽车和便携式电器设备的电源之一.而提高锂离子电池电极材料的安全性和电化学性能是目前所面临的挑战之一.Li4Ti5O12负极材料具有较高的锂离子扩散系数和安全性,可在大电流下快速充放电,被认为是有可能取代石墨的新型锂离子电池负极材料.但是,Li4Ti5O12材料电子电导率低,导电性能差,限制了其在实际生产中的应用.介绍了目前在Li4Ti5O12材料改性过程中所采用的方法,包括合成方法、掺杂、表面修饰,以及Li4Ti5O12材料的应用和理论计算,分析了Li4Ti5O12的研究方向和发展趋势.【总页数】3页(P1221-1222,1236)【作者】李文;白薛;魏爱佳;李晓辉;刘振法【作者单位】河北省科学院能源研究所,河北石家庄050081;河北省工业节水工程技术研究中心,河北石家庄050081;河北省科学院能源研究所,河北石家庄050081;河北工业大学化工学院,天津300130;河北省科学院能源研究所,河北石家庄050081;河北省工业节水工程技术研究中心,河北石家庄050081;河北省科学院能源研究所,河北石家庄050081;河北省工业节水工程技术研究中心,河北石家庄050081;河北省科学院能源研究所,河北石家庄050081;河北省工业节水工程技术研究中心,河北石家庄050081;河北工业大学化工学院,天津300130【正文语种】中文【中图分类】TM912【相关文献】1.尖晶石构型Li4Ti5O12锂离子电池负极材料的研究进展 [J], 关若然2.锂离子电池Li4Ti5O12负极材料的研究进展及展望 [J], 李婧钰3.锂离子电池Li4Ti5O12负极材料的研究进展及展望 [J], 李婧钰;4.锂离子电池负极材料Li4Ti5O12合成与改性的研究进展 [J], 王鸣; 黄俊涛; 任亚航; 梁萌; 程丽丽; 沈丁5.锂离子电池负极材料Li4Ti5O12掺杂改性研究进展 [J], 薛彩霞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
锂离子电池负极材料Li4Ti5O12研究进展
锂离子电池负极材料Li4Ti5O12研究进展摘要：各种锂离子电池电极材料作为十分重要的新能源材料近些年来受到前所未有的广泛关注。
尖晶石Li4Ti5O12由于其特殊的零应变性能近来成为研究热点，是一种具有潜力的锂离子电池负极材料。
本文介绍了钛酸锂的结构和性能，同时详细比较了各种制备方法的优缺点，并从掺杂改性等方面概述了国内外对于Li4Ti5O12材料的研究进展。
关键词：负极材料，Li4Ti5O12，零应变材料目前商用锂离子电池负极材料大多采用各种嵌锂碳/石墨材料。
尽管相对于金属锂而言,碳材料在安全性能、循环性能等方面有了很大的改进,但仍存在不少缺点：在第一次充放电时，会在碳表面形成钝化膜,造成容量损失;碳电极与金属锂的电极电位相近;在电池过充电时，仍可能会在碳电极表面析出金属锂，而形成枝晶造成短路;以及可能在高温时热失控等。
尖晶石型钛酸锂Li4Ti5O12由于其具有优良的安全性能和独特的结构稳定性（“零应变”材料），可以克服传统碳材料的一些缺点，成为近年来研究的热点。
Li4Ti5O12理论容量为175 mAhg-1，在嵌入或脱出锂离子时其晶格常数和体积变化都很小，被称为“零应变插入材料”。
在充放电循环中，这种“零应变”性能够避免由于电极材料的来回伸缩而导致结构的破坏，从而提高电极的循环性能和使用寿命，减少循环带来的比容量衰减，具有非常好的耐过充、过放特征。
但是，Li4Ti5O12电子电导率和离子传导率(固有电导率仅为10-9scm-1）非常低, 导致其电流倍率性能差，极大地限制了其实用化的进程。
尖晶石型Li4Ti5O12理论容量为175 mAhg-1，实际循环容量为150~160 mAhg-1，且有着十分平坦的充放电平台。
Li4Ti5O12相对Li/Li+电对的还原电位高达1.5 V, 高于大多数有机液体电解质的分解电压，从而避免了充放电过程中电解液逐渐减少的现象，同时也可以避免金属锂的沉积。
一、Li4Ti5O12的结构Li4Ti5O12晶体为尖晶石型结构，是面心立方体结构，空间群为Fd3m ,如图1所示。
Li4Ti5O12
研究与探讨 Ｉ
Ｌ ｉ ４ Ｔ ｉ ５ Ｏ １ ２ 对Ｌ Ｔ Ｏ ／ Ｔ ｉ Ｏ ２ 复合材料 电性能的影响
杨 巍， 周晨 ， 乔 靖
（ 山东 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 ， 济南 ２ ５ ０ ０ ０ ２ ）
钛基 材料 被认为 是锂离 子 电池负极 材料 领域 非常有
Ｌ ｉ ４ Ｔ ｉ ５ ０ ｌ ２ 对 Ｌ Ｔ Ｏ ／ Ｔ ｉ Ｏ ２ 复合材料 电性能 的影 响。
２ 实验Байду номын сангаас内容
前 景 的材料 之一 ，作 为钛基 材料 中的两个典 型代表 ， Ｔ ｉ Ｏ
和 Ｌ Ｔ Ｏ 更 是 吸 引 了 人 们 的 广 泛 注 意 ．所 以 有 关 Ｔ ｉ Ｏ ＃ ２ ． １ 样 品的合成
图 ２为样 品 Ａ ， Ｂ ，纯 Ｌ Ｔ Ｏ和 Ｔ ｉ Ｏ ２ 在相 同测试 环境 下 的前 １ ０ ０次循环 的 比容量 曲线 。为 了研究 不 同 Ｌ Ｔ Ｏ含量
２ ． ３ 样 品电性能测试
我们研究 Ａ ， Ｂ两 组样 品 的 在对所得 样 品进 行碳包 覆之 后 ， 过 ３ ０ ０目筛 ， 之后 组 下 材料 工作 电压平 台 的变 化 ， 装成 半 电池进行 测试 。 在 极片准备过程 中 ， 将所得 的材料 在 一 次 可 逆 循 环 中 的 电压 比容 量 曲 线 如 图 ３所 示 。 与 炭 黑 和 聚偏二 氟 乙烯 （ Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ ） 按质量 比 ８ ： １ ： １混 合 ， 加 由 图 ２可 知 ． Ａ 样 品 可 逆 比 容 量 基 本 稳 定 在 ０ ０ ｍ Ａ ｈ ・ ｇ 左 右 ， 远高 于复合前 Ｌ Ｔ Ｏ或 Ｔ ｉ Ｏ ２ ， 且 活化后性 入 适量正 甲基 吡咯烷酮作 为溶 剂 ，在磁 力搅 拌下 配成具 ２ 有 一定黏稠 度 的浆料 ， 搅拌 ３ ｈ以上 ， 使混合 物分散均匀 。 能有所 提升 。 而 Ｂ样 品 仅 为 ７ ６ ｍ Ａ ｈ ・ ｇ 左 右 。 之 后将所 得浆料 贴在擦净 玻璃板 上 的铜箔上 ，并 刮成均 由图 ３可 知 ． Ａ样 品呈 现 出 Ｌ Ｔ Ｏ和锐 钛矿 两个清 晰 且均 高于 Ｓ Ｅ Ｉ 形成 电压 ， 而 Ｂ样 品总体 工 匀 的厚度 ． 再在 １ ２ ０ ｏ Ｃ 真空 干燥 箱 中干燥 １ ０ ｈ后 取 出 。 冲 的充 放 电平 台 。
制备Li4Ti5O12的电化学性能研究
制备Li4Ti5O12的电化学性能研究锂离子电池是一种高性能、高安全性、低污染的二次电池。
在近年来的研究中，钛酸锂被广泛地应用于锂离子电池的负极材料中，其中最具有潜力的材料之一就是Li4Ti5O12。
Li4Ti5O12作为一种新型的负极材料，具有优异的电化学性能。
目前，制备Li4Ti5O12的研究主要采用三种方法，分别是固态反应法、溶胶-凝胶法和水热法。
本文将对上述三种方法及其制备的Li4Ti5O12的电化学性能进行综合分析和评价。
1. 固态反应法固态反应法是最传统和最常用的制备方法之一。
该方法通过将混合的前驱体进行高温煅烧，形成Li4Ti5O12粉末。
反应方程式为：2Li2CO3 + 5TiO2 → Li4Ti5O12 + 4CO2该方法的优点是制备简单、成本低。
但缺点是需要高温烧结，而且制备的粉末颗粒大小分布不均匀，形态不规则，导致电化学性能差。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种新型、低温的制备方法。
该方法先将钛酸酯和锂盐溶解在相应的溶剂中，形成溶胶，然后通过干燥和高温煅烧形成Li4Ti5O12粉末。
反应方程式为：5LiOH·H2O + Ti(OC4H9)4 → Li4Ti5O12 + 20H2O + 4C4H9OH该方法制备的Li4Ti5O12粉末颗粒小、形态规则，具有优异的电化学性能。
但缺点是工艺非常复杂，需要长时间固化、干燥和煅烧，成本较高。
3. 水热法水热法是一种比较新型的制备方法。
该方法通过将钛酸酯和锂盐在所需的溶液中反应，然后利用高温高压条件，形成Li4Ti5O12粉末。
反应方程式为：5LiOH·H2O + Ti(OC4H9)4 → Li4Ti5O12 + 20H2O + 4C4H9OH该方法制备的Li4Ti5O12粉末颗粒较大，但电化学性能优异，成本较低。
但其缺点是需要高压条件，以及对反应环境有比较严格的要求。
在对三种方法制备的Li4Ti5O12粉末电化学性能进行综合评价时，可以看出溶胶-凝胶法制备的Li4Ti5O12粉末电化学性能最优，其比容量和循环寿命分别为175 mAh/g和1000次以上。
锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的合成及电化学性能
１ 引 言
锂离子 电池 已广 泛应用 于移 动 电话 、 记本 电脑 、 笔 小 型摄像机 等便 携式 电子设 备 中 ， 将 在 电动 汽车 、 还 卫 星及 航天 等领域 得到广 泛应 用 。但 是 目前 锂离 子 电池
ＬＰ 乙烯 碳 酸 酯一 已基 碳 酸 酯 （ Ｃ Ｄ Ｃ， 积 比 ｉＦ ／ 二 Ｅ —Ｅ 体
将 负 极 活 性 物 质 Ｌ． 。 、 ｉ Ｏ 乙炔黑 、 Ｔｉ 聚偏 氟 乙烯 （ Ｖ ） 液 按质 量 比 ８ ７： Ｐ ＤＦ 溶 ５： ８调 和均 匀 ， 于铝 箔 涂 上 。真空 干燥 ３ ｍｉ ， ０ ｎ 在一 定压 力 下 压实 ， 最后 放置 于 真空烘 箱 中 ５ ℃烘 ２ ｈ 制 得工 作 电极 。在 氩气 气 氛 ５ ４，
摘 要 ： 采 用 高 温 固 相 反 应 法 制 备 尖 晶 石 相
Ｌ 。 负极 材 料 。 初 步 研 究 了 反 应 温 度 和 反 应 时 间 ｉ Ｏ２ Ｔｉ
分混合 ， 空 干燥 ； 别 在 ７ Ｏ ９ ０ 真 分 ５ ～ ５ ℃灼 烧一 定时 间 ， 灼烧过 程 均 在 空 气 气 氛 中 进 行 。冷 却 后 的 样 品 球 磨 ３ ｍｉ ， ０ ｎ 干燥 后 即得 到负极 活性 物质 Ｌ ｉ 。 ｉ 。 ｚ Ｔ Ｏ
碳 负极材料 ； 且其 化 学 扩 散 系 数 比碳 负极 材 料 大 一 而
个数 量级 ， 速 充 放 电性 能 良好［ 有 希 望 应用 于 混 快 １ 引， 合 动力 车 。 本 文 采 用 高 温 固 相 反 应 合 成 立 方 尖 晶 石 相 Ｌ ｉ 负极 材 料 ， 过 Ｘ ｉ ｓ ｚ Ｔ Ｏ 通 ＲＤ粉 末 衍 射 、 描 电 镜 、 扫 恒 电流充放 电等方 法研 究 了温度 和 时间 等 主要 反应 条
Li4Ti5O12的合成与电化学性能研究的开题报告
Li4Ti5O12的合成与电化学性能研究的开题报告
一、研究背景
锂离子电池是一种高效、环保、可重复使用的能量储存设备，在能源领域应用广泛。
正极材料是锂离子电池中重要的组成部分，直接影响电池的性能和循环寿命。
Li4Ti5O12作为一种新型负极材料，具有很多优异性能，如高电压平台、高安全性、长循环寿命等，因此备受关注。
二、研究目的
本文旨在合成Li4Ti5O12材料，并研究其电化学性能，探究其在锂离子电池中的应用前景。
三、研究内容
1. 合成Li4Ti5O12材料。
本文采用固相反应法、水热法等多种方法合成Li4Ti5O12材料，并对其晶体结构、形貌等进行表征。
2. 研究Li4Ti5O12的电化学性能。
本文将合成的Li4Ti5O12材料应用于锂离子电池中，并测试其循环性能、倍率性能、放电特性等电化学性能。
三、研究意义
通过本文的研究，可以探究Li4Ti5O12材料的合成方法和电化学性能，为锂离子电池领域的研究提供实验数据和理论基础，为该材料的应用开发提供指导和参考。
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第３６卷增刊３２００７年９月稀有金属材料与工程ＲＡＲＥＭＦｒ札ＭＡＴＥＲＬＡＬｓＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧｖｏｌ３６，Ｓ＂ｍ３ＳｅＤｔｃｍｂｅｒ２００７锂离子电池负极材料Ｌｉ４Ｔｉ５０１２的研究进展葛昊，李宁，黎德育（哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨１５０００１）摘要：“零应变”材料“ｉｎｓｏｔ：具有优良的循环性能和平稳的放电电压等优点，与石墨电极相比，其安全性和使用寿命都大大提高。
本文介绍了锂离子电池负极材料Ｌｉ—Ｔｉｓｏ－２的结构与性能．总结了制备方法、制各工艺参数对其性能的影响，对ＬＵｉ，０１２的掺杂政性作丁综述，并对ＬｂＴｉｓ０１２性能提高的发展方向作了展望。
关键词：锂离子电池；负极材料ｔＬｉ－Ｔｉ５０１２．零应变中图法分类号：ＩＭ９ｌＩ文献标识码：Ａ文章编号：ｌ００２一１８５ｘ（２００７）ｓ３—６９７．０５１引言电极材料，特别是廉价、高性能电极材料的研究和开发是制约引导电池工业发展的重要因素。
虽然锂离子电池在质量比能量（１２０ｗ№）、平均工作电压（３６ｖ左右）、循环寿命（大于１０００次）、自放电（月自放电率为２％～３％）等各方面均优于其他可充电电池Ⅲ，但目前商品化的锂离子电池负极材料大多采用嵌锂碳材料。
尽管相对于金属锂而言，碳材料在安全性能，循环性能等方面有了很大的改进，但是仍存在不少缺点【２．Ｍ：碳材料的电位与金属锂的电位很接近，当电池过充时，金属锂可能会在碳电极表面析出而形成锂枝晶，从而引起短路；首次充放电效率低：与电解液发生作用；存在明显的电压滞后现象；碳材料的制各方法比较复杂。
与锂离子电池中的碳负极相比，虽然台金类负极材料一般具有较高的比容量，但锂离子的反复嵌脱导致合金类电极在充放电过程中体积变化较大，逐渐粉化失效，因而循环性能较差【４－”。
失晶石型钛酸锂Ｌｉ４Ｔｉ５０１２作为“零应变”材料的锂钛复合氧化物逐渐成为研究的热点。
ＬｉｔＴｉｓｏ－２作为锂离子电池负极材料，虽然容量小于碳负极材料（２００ｍＡ“ｇｑ００ｍＡｂ，ｇ）。
电极电位过高，但是它具有诸多优点：１）在锂离子嵌入脱出的过程中晶体结构能够保持高度的稳定性，而使其具有优良的循环性能和平稳的放电电压；２）具有相对较高的电极电压（１５５Ｖ），这使得该电极材料能够在大多数液体电解质的稳定电压区间中使用，从而避免了电解液分解现象或保护层（膜）的生成ｉ３）Ｌｉ４丁ｊ５０【２在充电到尖晶石结构和岩盐结构两相区时电压出现平台，利用这一点，可作为充电结束的指示【６】；４）Ｌ－Ｔｊ５０１２在常温下的化学扩散系数为２×１０。
８ｃⅢ２／ｓ，比碳负极材料大１个数量级，充放电速度很快‘”。
２Ｌ．４Ｔｉ５０１２的结构与性能Ｌｉ４Ｔｉ５０１２的结构与ＬｉＭＤ２０４相似同属尖晶石结构．Ｆｄ３ｍ空间群【８期，可为Ｌｒ提供三维扩散通道。
在Ｌｉ４Ｔｉ５０１２中Ｌｉ、Ｔｉ和。
元素分别以＋１、＋４和一２价形式存在。
在一个ＬｂＴｊｓＯ”晶胞中３２个Ｏ。
离子构成Ｆｃｃ点阵，位于３２ｅ的位置，占总数３，４的Ｌｒ位于８ａ的四面体间隙中，同时所有Ｔｊ４＋和占总数ｌ，４的Ｌｉ＋位于１６ｄ的八面体间隙中，其结构如图Ｉａ所示，其结构式可写为【Ｌｉｋ【Ｌｉ∽Ｔｉ５Ｂ】１“【０４】ｍ。
当锂嵌入时，嵌入的锂和四面体８ａ位置的锂移到邻近的１６ｃ位置．形成蓝色的【Ｌｉ２】１ｄＬｌｌ，ｉｎ粥】ｌ“ｏ以３抽，其结构如图１ｂ所示。
图ｌＬ“Ｔｉｓｏｌ２与Ｌｉ７Ｔｉ，０１２的结构示意图Ｆ％ｌ（劬Ｌ；ＪＬ５０１２时ｕｃｔＩｌｒｃｑｐｅｄａｒｋｔｅ“汕ｅｄｍ陀ｐｒ删Ｉｉｔｈｉｕ峨舶ｄｕｎｄｅ＾ｏｎｅ０ｄ曲ｅｄｍ阳口ｒ瞄ｅｎｔｄｉ∞ｒｄｅｒｅｄｌｉｎｌｉｕｍａｎｄｍ蛆ｉｕｌＩｌ，（ｂ）“７Ｔｉ』）１２蛐Ⅵ：ｔｕ∞ｔｙｐｅｄａｒｋｏｃｔａｈｅｄｍ唧ｒｅｓｅＩＩｔｌ出；Ⅶ１，卸ｄ帅血彻ｅｏｃｔａｈｃｄ璃坞凹＊ｅｎｌ山刚朗列ｌｉｌｈｉ删】知ⅡｔａＩｌｉｍ收稿日期：２００６－１１１０２作者简舟：葛吴ｔ男，１９８０年生·博士生，哈尔滨工业大学应用化学系，黑龙江哈尔滨１５０００ｌ，Ｅ＿ｍｍｌ：ｇ妇－８０９３＠１６３ｃｏｍ万方数据 万方数据增刊３葛具等：锂离子电池负极材料Ｌｌ川ｓＯ－ｚ的研究进展·６９９·Ｇａ０等２２卵所合成的球形Ｌ－Ｔｉ５０１２振实密度高达１．６４ｇ，ｃｍ３，明显高于非球形ＬｉＪｉ５０１２，在１．ＯＶ句０Ｖ电压范围内，以ｏ．０８ｍＡ妇ｎ２充放电，其可逆容量为１６１ｍＡｂ，ｇ。
其具体制各过程为：将Ｔｉｃｈ溶于去离子水中后在１０℃以下与（ｃＨ：ｋＮ４和ｃＯ（ＮＨ２）２混合，而后将所得混合溶液运滴加Ａ煤油中并不断搅拌，在７０℃下加热十分钟得到球形前驱体。
将得到的前驱体与Ｌｉ２ｃ０３混合均匀后，在空气气氛中焙烧而制得目标产物。
Ｋｉｖｏｓｈｉ等［”１采用乳化－凝胶法所制得的ＬｈＴｉ５０１２粒度分布窄，循环性极能好，可逆容量在１６０ｍＡｌｌ堙左右，Ｋｉｍ等１２ｑ将钛酸四丁脂与过量的Ｌｂｑ溶于乙二醇中，在１９７℃下回流１２ｈ后，过滤溶液得到粉体。
将得到的粉体在１００℃下干燥１２ｈ后制得前驱体，通过控制反应时间处理前驱体所得到的不同粒度的纳米级ＬⅫ，０１２的可逆容量均在２００ｍＡｈ，ｇ以上，明显高于理硷容量。
ｓｏ伸ｎｓｅＤ等口７】使用有机溶液前驱体在聚乙烯胶质晶体模板上合成出了具有三维有序大孔结构（３ＤＯＭ，１ｈ℃ｅ—Ｄｔｍ∞ｓｉ伽ａｌｌｙｏｒｄｅｒｅｄＭａｃｒ印０ｍｕｓ）的ＬｈＴｉ，０１２’图３是其ｓＥＭ图。
这种结构有效的增多了粒子之间的传导路径，使得３ＤＯＭＬｉ４Ｔｉ５０ｌ２的高倍率充放电性能十分优良，如图４所示。
圈３３ＤｏＭＬ“Ｔｔｓ０１２的ｓＥＭ照片Ｆ１９３ｓＥＭｉｍａｇｅｏｆ３ＤｏＭＬｈＴｉ，０１２ＣｙｃｌｏＮｕｍｂ盯图４３ＤＯＭＬｌ？ｎ５０１２的循环性能总结图Ｆ蟾』ｃａｐ∞竹ｐｅ响删ａｎ∞ｎＩ衄３ｒｙ０ｆ３ＤｏＭＬｉｍ对１２：Ａ：００６２５ｍＡ，盯一Ｂ：ｍ】２５ｍ～甜，ｃ：０２５０ｍ＾ｍＤｊＤ：０３１２ｍＡ，ａｆ，Ｅ：ｏ３７５ｍＡ，ａｆ．Ｆ：０５００ｍ雠ｏ：ｏ６２５ｍＡ，ａｆ３２制备工艺参数３．２ｌ反应温度当反应温度高于（１０１５±５）℃时，Ｌｉ４Ｔｉ５０１２将发生分解生成ｈ—Ｌｊ２Ｔｉ０４和Ｌｉ２Ｔｉ３０７【２扪，所以，Ｌｉ４Ｔｉ５０１２制备温度一般控制在１０００℃咀下。
根据动力学原理【２９ｌ：低温状态下，合成反应的控制步骤为界面化学反应，高温状态下台成反应的控制步骤转化为扩散。
低温状态下，Ｌｉ４Ｔｉ５０１２的生成速度很慢，工业生产效率很低。
而高温状态下，合成速度很快，但合成出的ＬｈＴｉ５０，２呈硬烧结块状，难于粉碎，且造成大量锂盐挥发，所以选取适当的焙烧温度是十分必要的。
研究结果表明‘划：６００℃合成的粉体虽己有Ｌｉ。
Ｔｉ，０１２生成，但仍含有大量未反应完全的Ｔｉ０２，焙烧温度为７００℃、８００℃、９００℃的样品均为单一尖晶石结构的Ｌｉ。
Ｔｉ，Ｏ。
：，但焙烧温度为７００℃、８００℃的样品，晶胞参数ｄ＝０８３６４ｎｍ，与标准谱图结果一致，而焙烧温度为９００℃时，晶胞参数略有变化，删８３６７蛐。
７００℃～８００℃焙烧的样品颗粒分布比较均匀．颗粒大小在ｌ岫以下，样品的循环性能比较好；由于焙烧温度过高而导致了晶粒的不正常长大，９００℃样品颗粒分布不均匀，大颗粒达到１｜Ｉｍ以上，而小颗粒非常小，材料的循环性能不好。
３２．２反应时间固相反应受扩散过程控制，在反应温度下。
时间越长，晶体生长越完整，晶粒越粗大，产物的稳定性越好，但与微细粒晶体相比．粗晶粒的锂离子嵌入反应路径较长。
不利于大电流充放电。
研究表明９１Ｊ：在８００℃烧结１０ｈ时，产物中还存在少量金红石型Ｔｊ０２，烧结１５ｈ后，金红石型Ｔｉ０２明显减少，烧结２０ｈ后，金红石型Ｔｉ０２完全消失。
但通常随着反应时间的增加，材料Ｌｉｒｒｊ５０１２的粒度有所增大，而导致其循环性能和比容量有所下降。
较高温度时，采取较短时间，合成产物为微细晶粒，有利于大电流充放电，因而测得容量较大；相反，采用较长反应时间，产物极化严重，测得容量较小。
试验结果表明［”】：采用８０ｍ～ｇ进行充放电时，烧结时间为１２ｈ以下的样品电池循环性能较优，３０次循环后的比容量还保持在１６０ｍＡｈ／ｇ左右；采用１６０ｍ刖ｇ进行充放电时，烧结时间为２ｈ的样品电池循环性能较优，不仅容量未见降低，而且３０次循环后的比容量还保持在１６０皿～ｈ幢左右。
３２．３锂钛的摩尔比反应物的摩尔比直接影响产物的组成。
ＴｓｕｔｏｍｕＩ”１研究了Ｌｉ．Ｔｉ—Ｏ三元系化合物的首次放电和循环比容量。
研究结果表明，在Ｏ５≤Ｈ（Ｌｉ）ｍ（Ｔ１）≤０．８时，首次放电比容量为常数．循环比容量随Ｈ（ＬｉＶＨ（Ｔｉ）增大而逐渐上升；在０８≤【Ⅳ（Ｌｉ）ｍ（Ｔｉ）】≤２０时，首次放电比 万方数据 万方数据 万方数据锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的研究进展作者：葛昊， 李宁， 黎德育， Ge Hao， Li Ning， Li Deyu作者单位：哈尔滨工业大学,黑龙江,哈尔滨,150001刊名：稀有金属材料与工程英文刊名：RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING年，卷(期)：2007,36(z3)被引用次数：1次1.Ohzuku T;Yamamoto A查看详情 1995(05)2.Roberston A D;Tukamoto H;Irvine J T S查看详情 1999(11)3.宋贵明;王玉金锂离子电池正极材料LiNi0.5Co0.5O2制备与电化学性能[期刊论文]-稀有金属材料与工程2001(04)4.Scharners;Weppnerw;Shmid B查看详情 1999(03)5.Tsutomuo;Atsushiu;Norihiroy ZERO-STRAIN INSERTION MATERIAL OF LI[LI1/3TI5/3]O-4 FOR RECHARGEABLE LITHIUM CELLS[外文期刊] 1995(5)6.Mukai K;Ariyoshi K;Ohzuku T查看详情[外文期刊] 20057.杨建文;钟晖Li4Ti5O12的合成及其影响因素[期刊论文]-中南大学学报(自然科学版) 2005(01)8.高玲Li4Ti5O12作为锂离子电池负极材料电化学性能[期刊论文]-北京科技大学学报 2005(01)9.刘东强;赖琼钰Li4Ti5O12溶胶-凝胶法合成及其机理研究[期刊论文]-无机化学学报 2004(07)10.高玲;仇卫华合成温度对Li4Ti5O12电化学性能的影响[期刊论文]-电池 2004(05)11.Endom;Kimc;Nishimurak查看详情 2000(38)12.傅崇说有色冶金原理 199013.高剑;姜长印查看详情 2006(4-5)14.Nakahara K;Nakajima R;Matsushima T查看详情[外文期刊] 200315.Colbow K K;Dahn J R;Haering R R查看详情 1989(3-4)16.Zaghib K;Simoneau M;Armand M Electrochemical study of Li_4Ti_5O_12 as negative electrode for Li-ion polymer rechargeable batteries[外文期刊] 1999(81-82)17.陈立泉查看详情 1998(06)18.Xin W H;Dan Z;Chang J C查看详情 200519.Hung S H;Wen Z Y;Zhang J C查看详情 2006(177)20.Molenda J;Palubiak D;Marzec J查看详情 2005(01)21.Guerfi A;Sevigny S;Lagace M Nano-particle Li_4Ti_5O_(12) spinel as electrode for electrochemical generators[外文期刊] 2003(119-121)22.阮艳莉;唐致远;彭庆文尖晶石型Li4Ti5O12电极材料的合成与电化学性能研究[期刊论文]-无机材料学报2006(04)23.Sun Y K;Jung D J;Lee Y S Synthesis and electrochemical characterization of spinel Li[Li_((x-1)/3)Cr_xTi_((5-2x)/3)]O_4 anode materials[外文期刊] 2004(02)24.赵海雷;林久钒掺杂对Li4Ti5O12性能的影响[期刊论文]-电池 2006(02)25.Chen C H;Vaugheyj T;Jansen A N查看详情[外文期刊] 2001(01)26.Chenc;Spearsm;Wonderf Processing and morphological development of montmorillonite epoxy nanocomposites[外文期刊] 2003(12)27.Sorensen E M;Barry S J;Jung H K Three-dimensionally ordered macroporous Li4Ti5O12: Effect of wall structure on electrochemical properties[外文期刊] 2006(2)28.Kim D H;Ahn Y S;Kim J查看详情 2005(07)29.Kiyoshi K;Takeshi C;Kaoru D查看详情 2006(26)30.Gao J;Jiang C Y;Ying J R Chemical engineering of the single-walled carbon nanotube-nylon 6 interface[外文期刊] 2006(155)31.苏越峰;吴峰;陈朝峰纳米微晶TiO2合成Li4Ti5O12及其嵌锂行为[期刊论文]-物理化学学报 2004(07)32.杨建文;钟晖无定形TiO2合成尖晶石Li4Ti5O12的性能[期刊论文]-过程工程学报 2005(02)33.张青红;高濂;孙静煅烧温度对二氧化钛纳米晶性能的影响[期刊论文]-无机材料学报 2001(05)34.Amatucci G G;Badway F;Pasquier D A An Asymmetric Hybrid Nonaqueous Energy Storage Cell[外文期刊] 2001(08)35.Flandroiss Simonb查看详情 1999(37)36.Peramunage D;Abraham K M查看详情 1998(08)37.Bach S;Pereira R J P;Baffier N Electrochemica1 properties of sol--gel Li_4/3Ti_5/3O_4[外文期刊] 1999(81-82)38.卢俊彪;唐子龙;张中太锂离子二次电池正极材料晶体结构与电化学性能[期刊论文]-稀有金属材料与工程2005(11)39.Ronci F;Reale P;Scrosati B查看详情 200240.徐艳辉锂离子电池正极材料电化学[期刊论文]-稀有金属材料与工程 2003(11)1.李玥.赵海雷.仇卫华.李雪.LI Yue.ZHAO Hai-lei.QIU Wei-hua.LI Xue二次锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的研究进展[期刊论文]-硅酸盐通报2007,26(1)2.赵吉诗.何向明.万春荣.姜长印.Zhao Jishi.He Xiangming.Wan Chunrong.Jiang Changyin锂离子电池硅基负极材料研究进展[期刊论文]-稀有金属材料与工程2007,36(8)3.高剑.姜长印.应皆荣.万春荣.GAO Jian.JIANG Chang-Yin.YING Jie-Rong.WAN Chun-Rong锂离子电池负极材料球形Li4Ti5O12的合成及性能研究[期刊论文]-无机材料学报2007,22(1)4.孙颢.何向明.任建国.李建军.姜长印.万春荣.Sun Hao.He Xiangming.Ren Jianguo.Li Jianjun.Jiang Changyin.Wan Chunrong锂离子电池锑基负极材料研究进展[期刊论文]-稀有金属材料与工程2007,36(7)5.陈方.梁海潮.李仁贵.刘力.邓正华.CHEN Fang.LIANG Hai-Chao.LI Ren-Gui.LIU Li.DENG Zheng-Hua负极活性材料Li4Ti5O12的研究进展[期刊论文]-无机材料学报2005,20(3)1.陈杰.李秋红.陈立宝.王太宏.白立朋Li4Ti5O12及其在锂离子动力电池中的应用前景[期刊论文]-电源技术2011(3)2.王宏宇.杨洪.谭晓兰.李峰.何显峰锂离子动力电池负极材料Li4Ti5O12的研究进展[期刊论文]-电源技术2011(3)3.武洪彬.陈猛.康亮高温固相法合成的Li4-xAlxTi5O12的性能[期刊论文]-电池 2010(2)4.唐定国.雷嘉.张玉良.张宇纯相Li4Ti5O12负极材料的制备[期刊论文]-中南民族大学学报（自然科学版）2010(4)5.唐定国.雷嘉.张玉良.张宇纯相Li4Ti5O12负极材料的制备[期刊论文]-中南民族大学学报（自然科学版）2010(4)本文链接：/Periodical_xyjsclygc2007z3167.aspx。