钛酸锂电池性能技术进展和前景
钛酸锂电池技术在国内外的发展状况分析
钛酸锂电池技术在国内外的发展状况分析钛酸锂电池是一种新型的锂离子电池，具有高能量密度、高容量、长循环寿命和较低的自放电率等优点。
近年来，随着新能源汽车、储能设备等领域的快速发展，钛酸锂电池技术也得到了广泛关注和应用。
本文旨在对钛酸锂电池技术在国内外的发展状况进行分析，探讨其未来发展趋势。
1. 国外发展状况钛酸锂电池最早由美国的电化学公司研发，近年来，国外一些大型电池制造商如LG化学、三星SDI、宁德时代等也相继投入了钛酸锂电池的研发和生产。
钛酸锂电池在国外已经广泛应用于电动汽车、储能设备、航空航天等领域，其性能优异、安全稳定的特点受到了广泛认可。
国内钛酸锂电池技术起步相对较晚，但近年来得到了快速发展。
宁德时代、比亚迪、德赛西威等国内知名电池制造企业纷纷加大对钛酸锂电池技术的研发和投入，推动了国内钛酸锂电池产业的快速崛起。
一些高校和科研院所也在钛酸锂电池技术方面展开了深入的研究。
国内外钛酸锂电池技术的发展状况可以总结为：国外技术先进，市场应用成熟；国内技术迅速赶超，产业链完善，市场潜力巨大。
二、国内外钛酸锂电池技术发展趋势1. 技术改进钛酸锂电池技术的发展离不开不断的技术创新和改进。
未来，随着材料科学、电化学、工艺工程等领域的不断突破，钛酸锂电池的能量密度、循环寿命、安全性等方面将会得到进一步提升。
采用新型电解液、改良电极结构等技术改进将会成为发展的重要方向。
2. 应用拓展钛酸锂电池目前主要应用于电动汽车和储能设备领域，未来还将在航空航天、无人机、船舶等领域得到更广泛的应用。
随着5G、物联网、移动互联网等新技术的普及，对于电池的要求也将会更加严苛，钛酸锂电池有望在这些领域发挥更大的作用。
3. 产业链完善随着国内钛酸锂电池产业的快速崛起，国内相关产业链也在不断完善。
包括正极材料、电解液、隔膜、电池管理系统在内的相关产业链已经形成，并对钛酸锂电池的发展起到了积极的推动作用。
三、未来展望随着国内外一些大型电池制造商对钛酸锂电池的技术研发投入不断增加，未来的技术竞争将会更加激烈。
钛酸锂电池性能技术进展和前景
• 不足1、电压平台稍高，功率密度和能量密度不够 不足2、高倍率性能有待提升 不足3、具有LTO量产能力的企业不多，成本较高
• 《汽车与新能源汽车产业发展规划》（2011年～2020年）即将出台
精选课件
3
精选课件
4
2 锂离子电池负极材料
精选课件
5
动力电池发展现状
化学体系 负极/正极
理论容量 Ah/kg
氧化钴锂 (Sanyo，
LiC6/LiCoO2
Samsung等)
370/~295
镍基材料 LiC6/LiNixCoyAlz （Johnson Control,Salt）
精选课件
8
LTO优点
精选课件
9
LTO与石墨(Graphite)
LTO基本没有形变
LTO不形成SEI膜
精选课件
10
4 钛酸锂研究进展
Li4Ti5O12固相合成法 ➢ 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。 前驱体空气中加热到600oC并保温8h，在升温至800oC并保 温2h，升温速率为12oC/min,自然冷却，轻度研磨过筛，得 样品，干燥器中保存。
面形成一层膜，
并且容易形成 锂支晶
石墨由于层状结 构，锂离子嵌入 嵌出过程引起较 大形变（10.3%）， 导致循环性能不 足
Li+在石墨中的离子迁移速率较低，导致充放电较慢
钛酸锂电池技术及其产业发展现状
钛酸锂电池技术及其产业发展现状打开文本图片集一、钛酸锂电池技术在国内外的发展状况自从锂离子电池在1991年产业化以来，电池的负极材料一直是石墨（包括人造及天然石墨）在一统天下。
尖晶石型钛酸锂（Li4Ti5O12，LTO）自从1971年Deschanvres等报道了其合成方法与晶体结构之后，Colbow等和Ohuku等对其进行了比较系统的电化学性能测试[2，3]。
然而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。
比如钛酸锂材料在锂离子的镶嵌及脱嵌过程中晶体结构能够保持高度的稳定性，晶格常数变化很小（体积变化<l%）。
这个“零应变”电极材料极大地延长了钛酸锂电池的循环寿命。
钛酸锂具有尖晶石结构所特有的三维锂离子扩散通道，具有功率特性优异和高低温性能佳等优点。
与碳负极材料相比，钛酸锂的电位高（比金属锂的电位高1.55v），这就导致通常在电解液与碳负极表面上生长的固液层（sei）在钛酸锂表面基本上不形成。
更重要的是在正常电池使用的电压范围内锂枝晶在钛酸锂表面上难以生成。
这就在很大程度上消除了由锂枝晶在电池内部形成短路的可能性。
所以钛酸锂为负极的锂离子电池的安全性是目前笔者见到的各种类型的锂离子电池中安全性最高的。
业内人士大多数都听说过由钛酸锂取代石墨作为锂电负极材料的锂电循环寿命可达数万次，远高于常见的传统锂离子电池，仅循环几千次就寿终正寝了。
></l%）。
这个“零应变”电极材料极大地延长了钛酸锂电池的循环寿命。
钛酸锂具有尖晶石结构所特有的三维锂离子扩散通道，具有功率特性优异和高低温性能佳等优点。
与碳负极材料相比，钛酸锂的电位高（比金属锂的电位高1.55v），这就导致通常在电解液与碳负极表面上生长的固液层（sei）在钛酸锂表面基本上不形成。
更重要的是在正常电池使用的电压范围内锂枝晶在钛酸锂表面上难以生成。
这就在很大程度上消除了由锂枝晶在电池内部形成短路的可能性。
钛酸锂电池性能技术进展和前景
钛酸锂电池性能技术进展和前景钛酸锂电池是一种新型的锂离子二次电池，其具有较高的特定容量、较高的循环寿命、较高的能量密度和较低的自放电率等优点，因此在能源存储领域具有广泛的应用前景。
下面将从电池性能和技术进展两个方面来探讨钛酸锂电池的前景。
首先来看钛酸锂电池的性能。
钛酸锂正极材料具有高电压平台和低副反应，能够提供更高的比容量和循环性能。
与传统的锂铁磷酸盐电池相比，钛酸锂电池的容量、循环性能和安全性都有很大的提升。
此外，钛酸锂也具有较好的热稳定性能，抗过充和过放能力强，能够有效提高电池的安全性。
因此，钛酸锂电池在电动汽车、储能设备和可穿戴设备等领域具有广泛应用前景。
其次是钛酸锂电池的技术进展。
在正极材料方面，研究人员不断探索新的合成方法和改进工艺，提高钛酸锂电极材料的比容量和循环寿命。
例如，采用纳米材料、表面改性和掺杂等手段来改进材料的性能。
在负极材料方面，一些研究者提出了一种新型的负极材料，石墨烯包覆的硬碳微球，能够显著增加钛酸锂电池的比容量和循环性能。
除了材料的改进，也有研究致力于改进电池的电解液和电池结构，以提高钛酸锂电池的性能。
钛酸锂电池的前景非常广阔。
首先，随着全球对清洁能源需求的不断增长，钛酸锂电池作为一种绿色环保的储能设备，具有着巨大的市场潜力。
其次，钛酸锂电池在电动汽车领域的应用也备受关注。
相比传统的锂离子电池，钛酸锂电池具有更高的能量密度、更长的寿命和更好的安全性，对于实现电动汽车的长续航里程和更好的使用体验具有重要意义。
此外，钛酸锂电池在储能设备和可穿戴设备等领域也有应用前景。
总而言之，钛酸锂电池具有较高的特定容量、循环寿命、能量密度和安全性等优势，其性能不断改进和技术进展也为其应用前景提供了更广阔的空间。
随着对清洁能源需求的提高和电动汽车市场的快速发展，钛酸锂电池有望成为未来能源存储领域的重要技术。
钛酸锂电池技术在国内外的发展状况分析
钛酸锂电池技术在国内外的发展状况分析1. 引言1.1 钛酸锂电池技术概述钛酸锂电池是一种重要的新型锂离子电池，具有高能量密度、长循环寿命和较高的安全性能。
钛酸锂电池的正极材料采用钛酸锂(Li2TiO3)，相对于传统的氧化铁和磷酸铁锂材料，在高温和高电压下具有更好的热稳定性和安全性。
钛酸锂电池在电动汽车、储能系统和移动设备等领域具有广泛的应用前景。
钛酸锂电池的核心技术包括正极材料的设计与合成、电解液的优化、电池结构设计等方面。
当前，国内外的研究机构和企业都在致力于钛酸锂电池技术的研究与发展，不断提高其能量密度、循环寿命和安全性能，以满足不同应用领域的需求。
随着新能源产业的快速发展，钛酸锂电池技术也得到了广泛关注。
未来，随着技术的不断进步和市场需求的增加，钛酸锂电池有望在能源存储领域发挥更重要的作用，为推动可持续发展做出更大贡献。
2. 正文2.1 国外钛酸锂电池技术发展状况在美国，多家知名的电池制造企业投入大量资金和人力资源进行钛酸锂电池技术研发。
它们致力于提高电池的能量密度和循环寿命，以满足电动汽车和储能系统的需求。
美国政府也对钛酸锂电池技术进行大力支持，促进了该技术的快速发展。
日本作为世界电池制造技术的领军国之一，也在钛酸锂电池领域取得了重大突破。
日本企业在材料研究、电池设计和生产工艺方面不断创新，推动了钛酸锂电池技术的进步，并在全球市场上占据一席之地。
德国作为欧洲的科技强国，对钛酸锂电池技术的研究也颇具实力。
德国企业在电池材料的研发、生产工艺的改进等方面取得了重要进展，不断提高电池性能和安全性，为能源转型和智能化应用提供了重要支持。
随着国际合作的加强，钛酸锂电池技术在国外的发展前景十分广阔。
2.2 国内钛酸锂电池技术发展状况随着中国能源需求的增长和环境保护意识的提高，钛酸锂电池技术在国内得到了广泛关注和发展。
目前，国内钛酸锂电池技术发展主要集中在以下几个方面：1. 技术研发：国内钛酸锂电池技术研发机构众多，包括科研院所、大学、企业等，他们在电池材料、电池结构设计、电池生产工艺等方面取得了一系列研究成果，不断提升钛酸锂电池的性能和安全性。
锂电池负极材料钛酸锂的研究进展
锂电池负极材料钛酸锂的研究进展摘要：随着社会的快速发展，人们对能源的需求越来越大，而且非可再生资源也将越来越少。
只有不断地开发新的能源，才能满足更高的需求，才能让人们的社会得到更大的发展。
近年来，一种性能更好的新型电池被广泛应用于市场，这就是可充电、长寿命、高能量、清洁、无污染的可充电锂电池。
对于锂离子电池的负极，采用钛酸锂进行充放电时，其结构不会发生变化，也不会与电解液产生化学反应。
在安全、化学等方面，它优于其他的碳阴极材料。
文章对钛酸锂的基本概况进行了较为详尽的阐述，着重对它的制备、优缺点进行了简要的阐述。
关键词：钛酸锂；锂电池；研究；引言：随着现代社会的发展和现代工业的迅速发展，人们对能源的需求越来越大，时间一长，矿产资源将面临耗尽的危险。
在这种情况下，锂电池具有安全性好、电压高、寿命长、容量大等优点，可以有效地解决目前的能源问题，减少环境污染。
锂电池是由正、负、电解质三部分构成的。
所以，锂离子电池的负极材料是最好的，而合金材料则是最好的选择。
然而，无论是金属锂材料，还是合金材料，都无法保证锂电池的安全性。
1.锂离子电池发展概况锂离子电池是一种以锂二次电池为核心的高科技产品。
近30年来，我国的锂离子电池生产工艺已基本达到了一个较高的水平。
在国内的军用领域，锂离子电池已经发展到了三十多年的水平，但是在安全性上，我们还必须通过一些技术手段来解决。
我国是发展中国家，也是世界上最早实现锂离子电池工业发展和应用的国家。
经过近几年的发展，再加上我国的政策引导，地理位置优势，自然资源丰富，我国的锂离子电池发展势头迅猛。
锂离子电池产业结构和生产链不断完善、专业化、性能不断提高，并逐步与发达国家形成了鲜明的对比。
随着消费者对生活和工作的需求日益增长，我国的锂电池产业在今后的几年内将会保持快速的增长。
2.钛酸锂在锂离子电池应用中的一些基本情况锂离子电池具有高安全性、长寿命、便于携带等优点，在电子产品生产中占有举足轻重的位置。
2023年钛酸锂电池行业市场调研报告
2023年钛酸锂电池行业市场调研报告钛酸锂电池是一种相对较新的锂离子电池，其具有高能量密度、高功率密度、长寿命、安全性好等优点，在电动工具、新能源汽车、消费电子等领域有广泛的应用。
本文将对钛酸锂电池行业市场进行调研和分析。
一、市场现状（一）产销情况目前，钛酸锂电池主要在电动工具、电动车辆和储能领域应用较为广泛。
根据中国动力电池产业循环体系（2020年第1季度）的数据显示，2020年第1季度，全球动力电池市场规模为16.6GWh，同比增长20%，其中钛酸锂电池产销量占据了2.8%的份额，相较于其他类型的锂离子电池，它的份额较小。
（二）竞争格局目前，钛酸锂电池市场上主要竞争者有北方华创、施耐德电气、智荟光电、中核科技等。
其中，施耐德电气拥有较大的市场份额和技术优势。
其他公司也在不断研发和提升产品品质和技术水平。
（三）市场前景钛酸锂电池的优势在于其高温稳定性，使得它在高温环境下具有更长的寿命和更高的安全性。
由于全球气候变暖，钛酸锂电池在高温区域的市场需求有望增长。
此外，随着新能源汽车和储能技术的迅速发展，钛酸锂电池也将在这些领域有更广泛的应用。
二、市场问题（一）技术问题钛酸锂电池相较于其他类型的锂离子电池，在一定程度上有更高的价格。
同时，其较新的技术也会存在一定的不稳定性，需要不断的研发和改进。
（二）产品问题目前钛酸锂电池在储能和电动工具等领域的竞争力较强，但在新能源汽车领域的竞争力较为薄弱，主要原因在于其能量密度相对较低。
（三）市场营销问题钛酸锂电池业务较为专业化，因此需要提高技术水平和管理能力等方面的投入和研发。
同时，企业需要加强市场推广和销售团队建设，提高品牌影响力和市场竞争力。
三、市场机遇（一）新能源汽车市场增长新能源汽车市场增长迅速，因为环保和可持续性等方面的因素，新能源汽车将在未来市场上占有更大的份额。
钛酸锂电池因为具有高温稳定性等特点，具有更广泛的应用前景。
（二）储能设备市场需求增长随着新能源储能市场的增长和分布式储能技术的逐渐成熟，未来储能市场需求将有更多的增长。
2023年钛酸锂行业市场研究报告
2023年钛酸锂行业市场研究报告钛酸锂是一种重要的锂离子电池材料，具有高导电性和优异的化学稳定性。
随着电动汽车、可再生能源和便携式电子设备的快速发展，钛酸锂市场需求不断增长。
本文将对钛酸锂行业进行市场研究，分析其市场规模、发展趋势和竞争格局。
钛酸锂市场规模目前，钛酸锂市场规模已经逐渐扩大。
根据市场研究数据，全球钛酸锂市场价值在2019年达到10亿美元，并预计到2026年将达到20亿美元。
主要原因是电动汽车市场的迅速增长，钛酸锂作为锂离子电池的正极材料，需求量大大增加。
钛酸锂行业发展趋势随着可再生能源的普及和发展，钛酸锂作为电池储能材料，也在得到越来越广泛的应用。
钛酸锂电池具有长寿命、高能量密度、高功率输出等优点，特别适用于太阳能和风能储能系统。
因此，钛酸锂在可再生能源领域的应用前景广阔。
另外，随着电动汽车的普及，钛酸锂作为锂离子电池的重要材料，也将迎来快速发展的机遇。
根据国际能源署（IEA）的预测，到2030年，电动汽车将占到全球车辆销售的30%以上，这将大大推动钛酸锂市场的增长。
钛酸锂竞争格局目前，全球钛酸锂市场呈现出多家企业竞争的局面。
主要的钛酸锂生产企业有日本的旭化成、中国的霞リポ和柏高德等。
其中，旭化成是全球最大的钛酸锂生产企业之一，拥有先进的生产技术和广泛的市场渠道优势。
在国内市场，霞リポ是最大的钛酸锂生产企业，占据了相当大的市场份额。
该公司拥有完整的产业链布局，具有规模化生产和较高的产品品质。
此外，柏高德也是中国钛酸锂行业的领先企业之一。
该公司注重科技创新，不断提高产品质量和技术水平。
柏高德还与国内外合作伙伴开展科研项目，加速钛酸锂技术的研发和应用。
综上所述，钛酸锂行业市场前景广阔，发展潜力巨大。
随着电动汽车和可再生能源的快速发展，钛酸锂市场需求将不断增加。
竞争格局中，旭化成、霞リポ和柏高德等一些大型企业占据主导地位，但随着技术的不断进步，新的竞争者可能会涌现。
因此，钛酸锂企业应抓住机遇，不断创新，提高产品质量和技术水平，以在激烈的市场竞争中脱颖而出。
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370/148
钛酸锂
Li4Ti5O12/LiMnO2 233/148
（Enerdel，
Toshiba）
磷酸亚铁锂 LiC6/LiFePO4 （A123）
370/178
实际容量 Ah/kg <300/160+
<300/~180
<300/~120
~170/120
<300/160
电位 vs Li+/Li 100mV/3.9V
流进行快充，单
正反标椎模块均
町在5分钟充满电
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国内研发现 状
• 国内主要的钛 酸锂生产厂家 有
珠海银通新能 源(2010年收购 美国 Altairnano)
深圳贝特瑞新 能源材料
锂源动力 • ……
贝特瑞公司的宣传材料
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钛酸锂电池 应用报道
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总结与展望
• 优势：LTO尖晶石钛酸锂型结构稳定，零应变，较大的离子扩散系数， 较宽的高低温性能，有非常好的循环性能。
• 得出结论
• 1、Cu掺 杂没有提
高容量，
但高倍率
循环性能
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2O，Zr 源采用
ZrZ(rNO掺3) 杂
4·5H2O
• 得出结 论：
• 1、高倍 率下首 次循环 容量有 非常大 的提升
• 2、高倍
率循环
性有较
大提升
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• 采用 polyacrylic
a碳cid包(P覆AA)1与
LiOH反应得 PAALi，再进行 固相合成反应 • 结论： • 1、碳包覆在表 面，提高了电 子导电性，高 倍率下容量和 循环性能均有 所提高
美国Altairnano公司 的钛酸锂电池性能曲
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为日负本极 东芝
• (优T点o:shiba) 的在循快环SC速性i克能B放优钛电越酸条：
件下锂(2电5oC池，
10C(42A)充电， 15A放电)，即使 反复允放电约 3000次，容量也 只降低不到10%
高倍率充放电性
能优越：新产品
能够以50A的夫电
Li+在石墨中的离子迁移速率较低，导致充放电较慢
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3 钛酸锂(LTO)
• 钛酸锂Li4Ti5O12 ➢ 空间群属于Fd3m，尖晶石结构，电位1.55V vs Li+/Li ➢ 理论容量176mAh/kg ➢ 零应变材料 836pm-837pm
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LTO优点
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LTO与石墨(Graphite)
100mV/3.6V
100mV/3.8V
1.5V/3.9V
100mV/3.3V
开路电压 3.9V 3.6V 3.8V 2.4V 3.3V
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石墨负极的不足
石墨电位0.1V vs Li+/Li，与 电解质形成在 界面形成一层 膜，并且容易 形成锂支晶
石墨由于层状结 构，锂离子嵌入 嵌出过程引起较 大形变（10.3%）， 导致循环性能不 足
• 钛酸锂的高安全性、高稳定性、长寿命和绿色环保的特点，钛酸锂材 料在2 到3 年后，会成为新一代锂离子蓄电池的负极材料而被广泛应 用在新能源汽车、电动摩托车和要求高安全性、高稳定性和长周期的 应用领域。
• 不足1、电压平台稍高，功率密度和能量密度不够 不足2、高倍率性能有待提升 不足3、具有LTO量产能力的企业不多，成本较高
• 该成果掀起了钛酸锂及其 二次电池的又一轮研发热 潮
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• 2007年,美国EnerDel 公司在AABC-07上展出 负极使用Li4Ti5O12的混 合动力锂离子充电电 池
• 正极为安全性很高的 LiMn2O4,负极为LTO
• 结果表明,此电池安全 性高,低温放电性能和 循环性能优越
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固相反应的条件控制
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钛酸锂改性研究
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•A采g用掺高杂温 LTO
固相反应 法
• 得出结论：
• 1、Ag掺 杂有助于 提高容量 和循环性
• 2、Ag掺
杂要适量，
文章表明
3%wt掺杂
效果最佳
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• 高C温u固掺相杂 合成法， Cu(NO3)2 •3H2O为铜 源 (Li:Ti:C u=4:5:x)
钛酸锂的性能和应用前景介绍
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1新能源相关政策
• 2009年1月，科技部、财政部等四部委共同启动新能源汽车十城千 辆工程计划。
• 2009年3月，国务院办公厅发布的《汽车产业调整和振兴规划》中提 出了未来三年内中国新能源汽车的发展战略。
• 2009年6月，《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》公布。 • 2010年6月，财政部、科技部等四部委联合发布《关于开展私人购买
新能源汽车补贴试点的通知》。 • 2010年10月，《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》
出台，提出：“着力突破动力电池、驱动电机和电子控制领域关键核 心技术，推进插电式混合动力汽车、纯电动汽车推广应用和产业化。 同时，开展燃料电池汽车相关前沿技术研发，大力推进高能效、低排 放节能汽车发展”。 • 《汽车与新能源汽车产业发展规划》（2011年～2020年）即将出台
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2 锂离子电池负极材料
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动力电池发展现状
化学体系 负极/正极
理论容量 Ah/kg
氧化钴锂 (Sanyo，
LiC6/LiCoO2
Samsung等)
370/~295
镍基材料 LiC6/LiNixCoyAlz （Johnson Control,Salt）
370/~300
尖晶石结构 LiC6/LiMn2O4 氧化锰锂
LTO基本没有形变
LTO不形成SEI膜
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4 钛酸锂研究进展
Li4Ti5O12固相合成法 ➢ 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。前驱体空气中加热到600oC并保温8h，在升温至800oC 并保温2h，升温速率为12oC/min,自然冷却，轻度研磨过 筛，得样品，干燥器中保存。 电化学测试：采用上数样品制得工作电极，与金属锂作为 对电极，组合成电池进行测试
• 目前各个企业还处于技术储备阶段，等待的是市场需求的提升，LTO 有望成为未来主要的负极材料
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钛酸锂电池与传统锂电池的性能比较
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产业化进程
• 2005年2月的英国《新科学 家》周刊报道，美国内华 达州阿尔泰纳米技术公司 研制出一种市场前景非常 好的锂离子电池，其充电 时间只需6分钟(10C)，而 充电后的使用时间和电流 强度是现有一般充电电池 的10倍和3倍,利用钛酸锂 纳米晶体做负极。