钛酸锂负极材料产品资料介绍
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D10μm0.63Malvern Instruments LtdMASTERSIZER2000D50μm1.44D90μm2.43振实密度g/ml1.68Quantachrome UPYC1000首次容量mAh/g166.34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。
钛酸锂电池核心材料
钛酸锂电池核心材料
钛酸锂电池的核心材料主要包括钛酸锂负极材料、锂盐、有机溶剂和添加剂。
这些材料在电池中起着至关重要的作用，影响电池的性能和寿命。
1. 钛酸锂负极材料：钛酸锂是一种具有高锂离子扩散系数和优良的循环性能的负极材料。
它能够提供更高的能量密度和更长的电池寿命。
此外，钛酸锂还具有优良的安全性能和稳定性，因此被广泛应用于动力电池和储能电池等领域。
2. 锂盐：钛酸锂电池中的锂盐主要起提供锂离子的作用，是构成电池正负极之间电化学反应的关键物质。
常见的锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等。
3. 有机溶剂：有机溶剂是构成电池电解液的重要成分之一。
它能够传递锂离子，并在正负极之间形成离子通道，使电池能够进行正常的充放电。
常见的有机溶剂包括碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯等。
4. 添加剂：添加剂主要用于改善电池的性能和稳定性，提高电池的安全性和寿命。
例如，一些添加剂可以增加电解液的电导率、抑制枝晶生长、提高电池的循环性能等。
这些核心材料的性能和质量对钛酸锂电池的性能和寿命具有重要影响。
因此，研究和开发更高效、更安全、更环保的钛酸锂电池核心材料是当前电池技术领域的重要研究方向之一。
钛酸锂负极锂离子电池
钛酸锂负极锂离子电池1、钛酸锂负极锂离子电池的工作原理简介：钛酸锂负极锂离子电池主要有正极材料、电解质、隔膜和负极钛酸锂(Li4Ti5O12)材料组成。
锂离子电池正极材料一般由能够可逆脱嵌锂离子的活性物质锰酸锂（LiMn2O4）组成，锰酸锂具有价格便宜（3-4万元/吨），工作平台电压高的特点；负极是钛酸锂材料；钛酸锂材料理论比容量为175 mAh/g，实际比容量大于160mAh/g。
钛酸锂材料有独特的优势;如具有循环寿命长，高稳定性能；放电平台可达1.55V，且平台非常平坦；Li4Ti5O12是一种“零应变材料”，锂离子具有很好的迁移性。
这种零应变性使其在锂电池负极材料中倍受关注。
隔膜是现在以碳作负极的锂电池隔膜；电解液是以碳作负极的锂电池电解液；电池壳是以碳作负极的锂电池壳钛酸锂负极锂离子电池的工作原理可描述为：锂离子电池在充电时，锂离子从正极中脱出，通过电解质和隔膜，嵌入到负极中；然后放电时，锂离子从负极中脱出，同样通过电解质和隔膜，再嵌入到正极中。
如此反复循环，由于锂离子在正、负极中有可以容纳的相对固定的空间和位臵，保证了电池充放电反应具有很好的可逆性，从而也在一定程度上保证了电池的循环寿命和安全性能。
钛酸锂负极锂离子电池实质上是一种锂离子浓差电池，正负极材料由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。
充电时，负极处于富锂态，正极处于贫锂态，同时电子的补偿从外电路供给到碳负极，保证了负极的电荷平衡。
放电时则正好相反，正极处于富锂态，负极处于贫锂态。
在正常的充放电情况下，锂离子在层状结构的碳材料和层状结构氧化物的层间嵌入和脱出，一般只会引起层面间距的变化，不会破坏晶体的结构；在充放电过程中，负极材料的化学结构基本不变。
因而，从充放电的循环可逆性看，锂离子的电池反应是一种理想的可逆反应，锂离子电池的工作电压与构成电极的锂离子嵌入化合物和锂离子的浓度有关。
2.钛酸锂Li4Ti5O12结构及性能空间群属于Fd3m，尖晶石结构，电位1.55V vs Li+/Li理论容量175mAh/g零应变材料 836pm-837pm合成方法：Li2CO3(稍过量)、TiO2(化学计量比)和活性炭混合，以无水乙醇作为分散剂，混合物用球磨机球磨24h，制得前驱体。
钛基负极材料
钛基负极材料在锂离子电池中，负极材料是电池中的重要组成部分，其负责储存和释放电能。
当前，大多数商用的锂离子电池中使用的负极材料是石墨，但其储能密度上限有限，致使锂离子电池的能量密度也受到了限制。
因此，开发新型的负极材料，提高其储能能力，是电池领域内一项具有重要意义的研究课题。
钛基负极材料就是其中之一。
它们可分为两类：有序钛基负极材料和无序钛基负极材料。
其中，有序钛基负极材料指的是具有规则晶体结构的钛基负极材料，如锂钛氧化物(Li4Ti5O12)。
而无序钛基负极材料则指无规则晶体结构的材料，如锂钛酸锂(tiO(OH)2)和锂钛酸锂纳米颗粒(tiO(OH)2)。
有序钛基负极材料的一个优点在于其较高的安全性。
由于其晶体结构的规则性，锂离子在充放电过程中可以更加稳定地嵌入和脱出钛基阴离子结构中，从而减少了电池中形成金属锂的几率。
此外，由于其在充放电过程中电势平台接近于零，能够极大程度上减少由于电池中形成金属锂而导致的电池损坏，因此被广泛应用于高端电子产品和电动车等领域。
无序钛基负极材料则具有更高的储能密度。
这是因为该类材料的缺陷结构可以提供更多的嵌锂位，从而使得锂离子在充放电过程中具有更高的迁移速率和更大的可逆容量。
例如，锂钛酸锂分子中的钛原子会发生部分氧化，因此会形成一些缺陷，这些缺陷可以作为嵌锂位，从而提高了材料的储能性能。
这一特性使得无序钛基负极材料被广泛应用于电动车、储能电站等领域。
虽然钛基负极材料在某些方面已经表现出了优越性能，但该类材料在实际应用中仍面临着一些问题。
例如，钛基负极材料通常具有较差的电导率，因此需要采取一些措施来提高其导电性能。
此外，由于钛基材料中的嵌锂位比石墨中的嵌锂位更为狭窄，因此其充放电速率相对较低，这会影响电池的输出功率。
钛酸锂——新型锂离子电池负极材料
■ 文／程 少博 贾晓 林
郑州大学材料科 学与工程 学院
近 ２ 年来 ， ０ 随着 交通 、 通讯和信 息
嵌 锂 多 元 过 渡金 属 复 合 型 正 极 材 料 发展 迅速 ， 尤其 是层 状 嵌锂 三 元过 渡 金 属 协 同 的复 合 氧 化 物 镍 钻 锰 酸 锂 （ Ｎｉ ３ １Ｍｎ ／ ２与现在 占据市 Ｌｉ １ Ｃｏ／ １ Ｏ ） ／ ３ ３ 场 的Ｌｉ Ｏ 相 比 ， ＣＯ 具有 比容 量 高 、 价 格低、 环境 友 好 、 全性 高 等优 势 ， 安 是
理 论 比容 量 为 １５ ７ ｍＡｈ／ 生 成 的 ｇ， Ｌｉ Ｌｉ ） 晶 胞参 数ａ Ｔｉ ０ 的 （ ／ ／ 变化 很
／ ， 从 ０ ８６ Ｊ 仅 、 ．３ ｎｍｔ ￣加 到 ０ ８ ７ ．３ｎｍ。
池 ， 有能量 密度和 功率密度 高 、 作 具 工
电压高、 自放 电率低 、 无记 忆效 应、 循环 寿命 长、 无污 染等独 特优势 ， 迅速 发展 成一 种重要 的 电池类 型。 目前 ， 锂离 子 电池正 以惊人的速度 向前发展。 目前 ， 离 子 电池 正极 材 料 的研 锂
一
容量 的 ８ ％， 电结 束 时 电位 迅速 上 ５ 充 升， 此特性可用 于指示 终止充 电， 以 可
避免过充电， 因此Ｌｈ ： Ｔｉ 负极 的安 Ｏ。
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备 了纳米级Ｌｉ ２ 此法 将Ｔｉ 和 Ｏ１ ； Ｔｉ Ｏ２
体， 其结 构与尖 晶石 型Ｌ Ｍｎ０ 的结构 ｉ ２４
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钛酸锂电池负极材料的优点和缺点
钛酸锂电池负极材料的优点和缺点
一、钛酸锂定义：
1、钛酸锂为化合物，白色粉末状，熔点1520～1564℃，不溶于水，有很强的助熔性质。
可用于含钛釉原料，用量少即具有助熔性质，可用做助熔剂。
2、在皮肤和眼睛上可引起发炎，没有已知的敏化作用。
通常对水体有轻微有害作用，不能将未稀释的或大量产品接触地下水、水道或污水系统，未经政府许可不能将材料排入周围环境。
二、钛酸锂优点：
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。
三、钛酸锂缺点：
1、比容量比其他的金属基材料低很多。
理论容量175mAh/g；
2、导电性差，大电流放电极化比较严重，因而高倍率下性能不佳；
3、作为电池材料其振实密度比较低，单位体积的容量较小。
四、钛酸锂合成方法：
1、将等物质量的偏钛酸和氢氧化锂，经过滤、分离、干燥制得。
2、可用适量的TiO2和Li2CO3一起加热至约950℃来制取。
3、分散采用叁星飞荣立式砂磨机可以分散成纳米级别细度。
五、储存方法：放置在常温密闭，阴凉通风干燥处，避光，不能与明火接触。
钛酸锂电池研究报告
钛酸锂电池研究报告
钛酸锂电池是一种新型的锂离子电池，它采用钛酸锂作为正极材料，具有高能量密度、长寿命、高安全性等优点，因此在电动汽车、储能系统等领域得到了广泛应用。
钛酸锂电池的正极材料是钛酸锂，它具有较高的电化学稳定性和较低的电化学活性，因此可以减少电池的自放电和极化现象，从而提高电池的循环寿命和安全性。
同时，钛酸锂电池的负极材料采用石墨，具有较高的导电性和稳定性，可以保证电池的高能量密度和长寿命。
钛酸锂电池的电解液采用有机溶剂和锂盐混合物，具有较高的离子传导性和稳定性，可以保证电池的高效率和长寿命。
此外，钛酸锂电池还采用了多种安全措施，如过充保护、过放保护、短路保护等，可以保证电池的高安全性。
钛酸锂电池的应用领域非常广泛，特别是在电动汽车和储能系统领域。
电动汽车需要高能量密度和长寿命的电池，以满足长时间行驶的需求，而钛酸锂电池正是满足这一需求的理想选择。
储能系统需要高效率和长寿命的电池，以满足能源储存和调节的需求，而钛酸锂电池也可以满足这一需求。
钛酸锂电池是一种具有高能量密度、长寿命、高安全性等优点的新型锂离子电池，具有广泛的应用前景。
随着技术的不断进步和应用
的不断扩大，钛酸锂电池将会成为未来电池领域的重要发展方向。
钛酸锂电池优缺点
钛酸锂电池优缺点钛酸锂技术路线发展多年，并非新技术。
钛酸锂作为新型锂离子电池的负极材料由于其多项优异的性能而受到重视开始于20世纪90年代后期。
钛酸锂材料具有稳定的三维晶体结构，在充放电过程中材料结构几乎不发生变化，因此被称为“零应变材料”，可避免因热失控导致电池起火、爆炸等隐患。
同时，人家是锂电中寿命最长、安全度最高的电池。
钛酸锂电池优缺点：1．它是一种零应变材料，具有良好的循环性能；2．放电电压稳定，电解液不分解，提高了锂电池的安全性能；3．与碳负极材料相比，钛酸锂具有较高的锂离子扩散系数（2＊10－8cm2／s），可以高速充放电。
4．钛酸锂电位高于纯金属锂，难以产生锂枝晶，为保障锂电池安全提供了依据；5．零应变负极，结构稳定，可以承受很大的倍率，寿命长（或者负极材料本身不会成为影响寿命的短板）；6．电位高，最低电位高于锂分离电位，无需担心锂分离带来的安全风险；7．材料本身热分解温度高，安全性好；8．温度范围大，低温性能特别好，可达－40。
全新银隆2.3V30AH35AH40AH45AH钛酸锂电池储能动力锂离子圆柱电芯 2.3V30Ah¥216.12京东购买钛酸锂电池的缺点：1．与其他类型的锂离子动力电池相比，能量密度会更低；2．胀气问题一直阻碍着钛酸锂电池的应用；3．与其他类型的锂离子动力电池相比，价格更高；4．电池一致性还是有差异的，会随着充放电次数的增加而逐渐增加；5．最致命的缺点就是贵。
二氧化钛和石墨，你能感觉到。
电池的价格比铁锂石墨贵3倍以上；6．无应变材料，压实密度低：同时电压高，导致整个电池电压平台低。
最终，能量密度太低；7．相同能量密度下的安全性：为了达到相同的能量密度，钛酸锂高镍和石墨铁锂的比例会使安全性变差。
虽然钛酸锂本身是安全的，但瓶颈会变成别的东西（比如正极）；8．倍率方面没有明显优势：目前锂铁快充可实现5－6C充放电，基本达到钛酸锂电池目前水平。
钛酸锂的优势范围是5－10C，但此时热度、充电器、正极将成为瓶颈。
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四、钛酸锂—帮助客户解决问题
1. 提高电池的安全性能； 2. 提高电池的倍率性能；
3. “零应变材料”，循环寿命长；
4.与PC电解液相容性好。
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钛酸锂产品 SEM
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钛酸锂产品模拟电池循环数据图
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钛酸锂产品模拟电池充放电曲线
我司的开发思路是先在原料中掺杂一些元 素提高其导电性，然后将原料磨至纳米颗粒然 后二次造粒成球，烧结后得到很多纳米级孔隙 的球形钛酸锂，以期提高其倍率性能。
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二、钛酸锂产品的工艺流程
原料称量
液相混合
超细化处理
融合处理
焙烧处理
球形化处理
筛分
包装
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钛酸锂产品 XRD
12000
10000
Diffraction intensity
8000
6000
4000
2000
0 20 40 60 80 100
Diffraction angle/degree
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七、BTR钛酸锂产品 具备的差异化竞争优势
1、倍率性能好 2、加工性能好 3、与PC电解液相容性好
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八. BTR-钛酸锂的应用情况 钛酸锂产品的主要应用领域
1、当与4V的正极材料(LiMn2O4 ，LiCoO2)组成电池时工 作电压接近2.5 V，是镍金属氢化物电池的2倍。当与 Li3V2(PO4)3可以组成性能优异的动力锂离子电池。 2、在25℃下，Li4Ti5O12的化学扩散系数为2×10-8cm2/s， 比碳负极材料中的扩散系数大一个数量级。高的扩散 系数使得该负极活性材料可以用在快速、多次循环脉 冲电流的设备中，如GSM（Global System of Mobile communication，全球移动通讯系统）或PNGV ( Partnership for a New Generation of Vehicles，新一 代汽车合作计划 )。 3、 Li4Ti5O12作为电池负极材料，相对于石墨等碳材料来 说，具有安全性好、可靠性高和寿命长等优点，因此 可能在电动汽车、储能电池等方面得以应用。
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五、锂离子电池负极材料性能对比
负极材料
理论放 电容量 mAh/g 372 372 175
实际放电 放电电压 热稳定性 容量 V mAh/g 360 350 160 ~0.2 ~0.2 ~1.55 较差 较差 优
循环 寿命
倍率性
安全性
天然石墨 人造石墨 Li4Ti5O12
一般 优 优
一般 较好 好
钛酸锂产品
此法优点： 合成材料的一次颗粒是纳米级的，分散均匀，同 时掺杂元素改善了材料的电子电导性，从而提高了材 料的物理性能、电化学性能和倍率性能。
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三、钛酸锂—为客户提供更多价值
1. 新型高端材料产品，有利于市场推广；
2. 材料的利润空间较大，可使客户有较大 的利润回报；
一般 一般 好
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六、钛酸锂产品的技术指标
项目 粒径 单位 μm μm 检查值 检查械器型式 Malvern Instruments Ltd D10 D50 0.165 MASTERSIZER2000 Malvern Instruments Ltd 0.694 MASTERSIZER2000 Malvern Instruments Ltd极片
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钛酸锂极片SEM
压实密度为2.0极片
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钛酸锂极片SEM
压实密度为2.2极片
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钛酸锂极片SEM
压实密度为2.6极片
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谢谢各位专家
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D90
水份(Moisture) 真实密度 TAP密度 比表面积 首次容量 首次效率 异 物
μm
% g/cm³ g/cm³ m2/cm³ mAh/g %
13.365
0.045 3.546 1.07 10.610 161.6 97.2 合格
MASTERSIZER2000
SARTORIUS-BP121S Oven-HN101 Quantachrome UPYC1000 Quantachrome Autotap DAT-3 Quantachrome NOVA1000e 半成品电池评价 半成品电池评价 用250目的74标准筛，抽检，100%通过
深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 BTR NEW ENERGY MATERIALS INC
PRESENTATION
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钛酸锂负极材料
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一、钛酸锂产品开发思路
基于锂离子动力电池对高安全性、高倍率 和高循环稳定性的要求，我司开发了充放电位 平台1.55V、倍率性能好、循环稳定性能好的 钛酸锂负极材料。
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钛酸锂成品电池的制备
首先将钛酸锂在150℃下烘8h，冷却备用。 将63g PVDF溶解在1.65kg NMP中，快速搅拌至 PVDF完全溶解，添加63g Spuer-P，快速搅拌1h， 加入1.5kg钛酸锂，中速搅拌3h，再慢速搅拌1h， 过150目筛，然后开始涂布。 将钛酸锂极片的面密度调至170~200g/m2 ， 烘干后用辊压机将极片的压实密度压至 1.8~2.0g/m3 ，然后做电池。 正极最好用磷酸铁锂、三元材料和锰酸锂来 匹配，其次是磷酸钒锂、钴酸锂。