钛酸锂作为锂离子电池负极材料的改性进展_袁华
锂离子电池负极材料商业化尖晶石型Li4Ti5012的改性研究
第１９卷第５期 ２０１２年ｌＯ月 东莞理工学院学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＯＮＧＧＵＡＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖ０ｌ＿１９ Ｎｏ．５ Ｏｅｔ． ２０１２
锂离子电池负极材料商业化尖晶石型
Ｌｉ４ Ｔｉ５ Ｏ１２的改性研究
朱希平
（深圳市欧赛科技有限公司，广东深圳５１８１０９）
摘要：首次采用超声处理的方法对商业化的尖晶石型钛酸锂（Ｌｉ Ｔｉ Ｏ ：）进行改性，并对其电化学性能 进行研究。扫描电镜结果显示，与未进行改性的Ｌｉ４Ｔｉ ０。：相比，超声改性的材料的粒径更小、分散性更好。 另外，超声处理的材料具有更大的比容量和更好的循环性能。超声处理的尖晶石型Ｌｉ４Ｔｉ Ｏ， 在１ Ｃ和５ ｃ电流
下，２００次时充电比容量分别为１４４．７ ｍＡｈ／ｇ和１１５．４ ｍＡｈ／ｇ，分别为首次容量的９５．３％和８５．６％。交流阻抗 结果显示进行超声改性的Ｌｉ Ｔｉ ０ ２具有更小的电荷转移阻抗。
关键词：锂离子电池；负极材料；商业化材料；钛酸锂 中图分类号：０６４６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—０３１２（２０１２）０５—００７０—０５
现在商业化的锂离子电池的负极主要采用碳素材料，但碳材料存在各种各样的缺陷，这限制了其更
大范围的应用，特别是限制了其在动力电池上的应用。尖晶石型钛酸锂（Ｌｉ Ｔｉ Ｏ ）是一种“零应变”
材料，锂离子的脱出和嵌入几乎不会引起材料的晶体结构发生变化，因而材料具有优异的循环性能；
Ｌｉ Ｔｉ Ｏ 相对于金属锂的电位为１．５５ Ｖ，远高于大多数电解液的还原电位，可避免电解液的还原分解和
钝化膜的形成，同时可避免锂枝晶的生成。Ｌｉ Ｔｉ Ｏ 本身具有的这些优点使其成为很有应用前景的锂离
子动力电池用负极材料，引起了众多研究者的广泛关注¨ 。
目前制备尖晶石Ｌｉ Ｔｉ Ｏ 的方法主要是固相法 ６ 和液相法¨ ｊ。液相法多采用价格较高的有机
物为原料，可以合成粒径分布较均匀的高性能纳米粉体材料，但是液相法制备工序复杂，控制条件苛
锂离子电池新型负极材料的研究
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锂离子电池新型负极材料的研究
本文着重介绍了锂离子电池负极材料金属基（Sn基材料、Si基材料）、钛酸锂、碳材料（碳纳米管、石墨烯等）的性能、优缺点及改进方法，并对这些负极材料的应用作了进一步展望。
锂离子电池因具有能量密度高、工作电压高、循环寿命长、自放电小及环境友好等显著优点，已被广泛用于3C电子产品(Computer，ConsumerElectronic和Communication)、储能设备、电动汽车及船用领域。
锂离子电池的能量密度（170Wh/kg），约为传统铅酸蓄电池的3～4倍，使其在动力电源领域具有较强的吸引力。
而负极材料的能量密度是影响锂离子电池能量密度的主要因素之一，可见负极材料在锂离子电池化学体系中起着至关重要的作用，其中研究较为广泛的锂离子电池负极材料为金属基（Sn基材料、Si基材料）、钛酸锂、碳材料（碳纳米管、石墨烯等）等负极材料。
金属基材料
1.1锡基材料
目前锡基负极材料主要有锡氧化物和锡合金等。
1.1.1锡氧化物
SnO2因具有较高的理论比容量（781mAh/g）而备受关注，然而，其在应用过程中也存在一些问题：首次不可逆容量大、嵌锂时会存在较大的体积效应（体积膨胀250%～300%）、循环过程中容易团聚等。
研究表明，通过制备复合材料，可以有效抑制SnO2颗粒的团聚，同时还能缓解嵌锂时的体积效应，提高SnO2的电化学稳定性。
Zhou等通过化学沉积和高温烧结法制备SnO2/石墨复合材料，其在100mA/g的电流密度下，比容量可达450mAh/g以上，在2400mA/g电流密度下，可逆比容量超过230mAh/g，
实验表明，石墨作为载体，不仅能将SnO2颗粒分散得更均匀，而且能有效抑制颗粒团聚，提高材料的循环稳定性。
1.1.2锡合金
SnCoC是Sn合金负极材料中商业化较成功的一类材料，其将Sn、Co、C三种元素在原子水平上均匀混合，并非晶化处理而得，该材料能有效抑制充放电过程中电极材料的体积变化，提高循环寿命。 - 2 -
锂离子电池负极材料钛酸锂的研究的开题报告
锂离子电池负极材料钛酸锂的研究的开题报告
一、研究背景
随着人们对能源需求的不断增长，电池作为储能装置得到了广泛应用。锂离子电池具有高能量密度、长寿命、环境友好等优点，因此被广泛应用于电动汽车、移动电子设备等领域。锂离子电池的负极材料直接影响着电池性能。目前，石墨是锂离子电池最常用的负极材料，但其能量密度有限，不利于实现电池的高能量密度设计。因此，寻找具有更高能量密度和更长寿命的新型负极材料成为电池领域重要的研究方向。
钛酸锂是一种新型的锂离子电池负极材料，具有良好的电化学性能和高能量密度。然而，与石墨相比，钛酸锂的导电性较差，容易产生极化现象，降低电池性能。因此，对钛酸锂的电化学性能和电导率进行深入研究，以实现其在锂离子电池领域的广泛应用具有重要意义。
二、研究内容
本研究旨在通过实验和理论计算，深入研究钛酸锂作为锂离子电池负极材料的电化学性能和电导率。具体内容如下：
1. 合成钛酸锂负极材料，通过X射线衍射、扫描电镜等手段对其结构和形貌进行表征，分析材料的物理化学性质以及晶格结构。
2. 利用循环伏安法和交流阻抗法研究钛酸锂负极材料的电化学性能，包括电化学反应动力学、电化学稳定性、脱锂/充锂过程中的容量和循环寿命等。
3. 采用高温烧结和离子掺杂等手段改善钛酸锂的电导率，研究电导率的提高对储能性能的影响，并探究钛酸锂在锂离子电池中的应用前景。
4. 基于理论计算，探究钛酸锂负极材料在锂离子电池中的储能机理，为其在锂离子电池领域的应用提供理论支持。
三、研究意义 本研究旨在深入研究新型锂离子电池负极材料钛酸锂的电化学性能和电导率，拓展电池储能材料的研究范围，并为实现低碳、高效、安全的能源储存技术做出贡献。该研究为新型负极材料的研究提供借鉴，具有一定的学术和应用价值。
尖晶石型钛酸锂负极材料研究进展
尖晶石型钛酸锂负极材料研究进展
武国兴;武凤娥
【摘 要】作为一种新型锂离子电池负极材料,尖晶石型钛酸锂因在充放电过程中具有“零应变”特性而广受关注.此外,钛酸锂还具有循环寿命长、充电过程快、安全性高等特点.但是目前钛酸锂负极材料仍然存在着大电流充放电性能低和导电性差等缺点,因此,适用范围一直受到限制.由于纳米材料尺寸小,表面能高,研究者制备出不同形貌的钛酸锂纳米材料来解决这些问题.本文综述了包括纳米颗粒、纳米线、纳米棒、纳米花,以及微纳米球等不同形貌的钛酸锂的制备方法及研究进展,并对钛酸锂以后的研究方向进行展望.
【期刊名称】《吕梁学院学报》
【年(卷),期】2018(008)002
【总页数】9页(P24-32)
【关键词】钛酸锂;纳米结构;形貌;电化学性能;锂离子电池
【作 者】武国兴;武凤娥
【作者单位】吕梁学院化学化工系,山西离石033001;交城县第六中学山西交城030500
【正文语种】中 文
【中图分类】O614.111
近年来，随着石油价格上涨、能源短缺和环境污染等问题日益严峻，锂离子电池成为了人们的研究热点.目前锂离子电池的负极大多采用各种嵌锂碳材料，但由于碳电极材料的电位与金属锂的电位接近，当电池过充电时，碳电极表面会因易析出金属锂而形成枝晶，从而导致电池短路；且碳电极在温度过高时还易引起热失控等[1].同时，锂离子在反复插入脱嵌过程中，会使碳材料结构遭到破坏而导致材料容量衰减.因此，钛酸锂因具有库伦效率高、化学稳定性好、制备简单、价格低廉[2-6]等优点而受到人们的广泛关注.
图1 尖晶石型Li4Ti5O12的晶体结构示意图[13]
钛酸锂是一种具有缺陷的尖晶石型晶体，作为锂离子电池负极材料使用时，钛酸锂晶体结构基本不发生改变，又被称为“零应变”材料[7-10]，具有良好的循环性能.但是，作为锂离子电池负极材料，钛酸锂电子导电性差，高倍率充放电时比容量衰减快，这些缺点限制了钛酸锂作为负极材料的商业化发展.研究表明不同的形貌对材料与电解液的接触面积、锂离子在材料中的扩散速度和距离、以及材料与导电剂、粘结剂的混合程度等方面都有较大的影响.因此，本文从改善钛酸锂的形貌入手，综述了纳米颗粒、纳米线、纳米棒、纳米花，以及微纳米球等不同形貌的钛酸锂的制备方法以及对电化学性能的影响，并对钛酸锂以后的研究方向进行了展望.
钛酸锂——新型锂离子电池负极材料
钛酸锂
■文／程少博 贾晓林 郑州大学材料科学与工程学院
近２０年来，随着交通、通讯和信息 产业的迅猛发展，电动汽车、电脑、移动 通讯工具等产品对发展新型化学电源 提出了更高且十分迫切的要求。在新的 发展需求下应运而生的锂离子二次电 池，具有能量密度和功率密度高、工作 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，锂离子电池正极材料的研 究主要集中在钴酸锂（ＬｉＣｏＯ：）、锰酸 锂（ＬｉＭｎＯ２）和三元材料上。ＬｉＣＯＯ２ 因为具有加工过程简单、充放电平 稳、循环性能好等特点，目前已经商 业化，但是，它也有着不可弥补的缺 点，如储量稀少、污染环境、安全性能 不好…。ＬｉＭｎＯ，材料资源丰富，无毒 无害，成本较低，但是其合成困难，电 化学循环过程中结构不稳定，容易向 尖晶石型结构转变 。近些年，层状
圜Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ 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 （ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２）与现在占据市 场的ＬｉＣＯＯ 相比，具有比容量高、价 格低、环境友好、安全性高等优势，是 一种非常具有研究前景的新型锂离子 电池正极材料 Ｊ。 负极材料的研究主要集中在碳材 料、合金类材料和钛酸锂（ＬｈＴｉ Ｏ。：） 上。碳材料来源广泛、合成工艺简单、无 毒无害，但是其缺点就是容易形成固体 电解质界面（ＳＥＩ）膜，造成首次循环放 电性能有较大损失、比容量低，而且碳 结构不稳定、容易分 。合金类材料 解决了部分安全．洼问题，比能量也有所 提高，但是在充放电的过程中，体积容 易发生较大变化，容易穿透隔膜，造成 短 。Ｌｉ４Ｔｉ Ｏ。 材料能够较好地解决 上述２种材料的问题，是当前锂离子电 池负极材料的研究热点。 一 Ｌｉ Ｔｉ Ｏ 电极材料的特点 尖晶石型Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ 为白色结晶 体，其结构与尖晶石型ＬｉＭｎ２０４的结构 相似，空间点阵群为Ｖｄ３ｍ，晶胞参数ａ 为０．８３６４ｎｍ。每摩尔（ｍｏ１）的钛酸锂 ￣Ｌｉ（Ｌｉ。／３Ｔｉ５／３）ｏ４］（最简式）最多只能 插入ｌｍｏｌ的锂（Ｌｉ）；Ｌｉ（Ｌｉｌ／３Ｔ％／３）ｏ４的 理论比容量为１７５ｍＡｈ／ｇ，生成的 Ｌｉ （Ｌｉ ／ Ｔｉ ／ ）０ 的晶胞参数ａ变化很 ／Ｊ、，仅从０．８３６ｎｍｔ￣加到０．８３７ｎｍ。 ＬｈＴｉ，Ｏ 中３个锂离子位于四面体８ａ位 置，钛离子和剩余的锂离子分布于八面 体１６ｃ位置，可写成Ｌｉ８ａ［Ｌｉｌ／ Ｔｌｉ５／ 】 ６ｃＯ 。 Ｌｉ Ｔｉ Ｏ１２作为电池负极材料，比 容量大，在锂离子的脱嵌过程中，主体 结构没有或者很少发生变化，被称为 “零应变”电极材料，可以确保电池具 有良好的循环性能。Ｌｉ Ｔｉ Ｏ。 对环境 没有污染，而且其原料相对于钴（ＣＯ） 而言，资源较为丰富。与碳负极材料相 比，Ｌｉ Ｔｉ Ｏ。 平衡电位较高，
基于钛酸锂作为锂离子电池负极材料的研究进展
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基于钛酸锂作为锂离子电池负极材料的研究进展
作者：赵程 邱慧敏 陈建民
来源：《科技视界》2016年第10期
【摘 要】当今世界社会的飞速发展伴随着人类对能源的高需求，而世界上的不可再生能源会逐渐呈现匮乏的状态。人类必须要研制出新的可再生能源，才以长期满足人类对能源的高需求，人类社会也才会获得长远的发展。近些年来，一种新型的、性能较高的电池出现在人们的视野中，并且很快的得到了利用，它便是可充电的锂离子电池，它具有充电速度快、使用寿命长、高能量、清洁无污染等方面的特点。钛酸锂作为锂离子电池负极材料，在充电或者使用放电时，不会出现结构改变的现象，不会与电解质发生反应。与其他碳负极材料相比，其安全性和化学性能都更胜一筹。本文详细介绍了钛酸锂的一些基本情况，重点分析其制备方法及其利弊，简单的概述其发展前景。
【关键词】钛酸锂；合成；负极材料；锂离子电池
1 锂离子电池发展概况
近十年来锂离子电池作为一种新型的充电电池迅速发展起来，它具备电池产业发展的优势，被称之为“最有前途的化学电源”，锂离子电池是在锂二次电池为基础上发展起来的技术锂电池。在过去的30年里，锂离子电池的生产制造技术基本趋于成熟的状态。很快的被应用于我国的军事方面，近30年来锂离子一次电池的生产技术己基本成熟，但就锂二次电池的安全性能方面的问题来说，我们还需要采取行之有效的技术措施加以解决。中国作为发展中国家，在锂离子电池的产业开发与应用上是发展中国家中最早的。经过近些年的发展，结合国家颁布的相关指导性政策、地理位置的优越性、自然资源的丰富性等，中国锂离子电池的发展呈现势如破竹的气势。[1]锂离子电池的产业结构、生产链都日趋完善，专业化程度高，在产品的性能方面也取得了长足的进步，逐渐成为世界上发达国家的竞争对手，这也表明随着信息技术的高速发展，小型的、易携带的、高性能的锂离子电池的需求量将大大增加。由于现在消费者在工作、生活上的需求，其对于电子产品的需求量也逐渐加大，锂电池行业在中国未来的几年中将得到持续高速的发展。
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。对于电解质、电极材料、隔膜等材料，以及其他材料的应用，国内外都有深入的研究，这是研究锂离子电池的必经之路。由于在生产工艺上取得了重大突破，而且科学家们在电化学和材料方面也有了很深的研究，因此，锂离子电池将会获得更大的发展。目前，在锂离子电池中，由于其具有较好的循环性能和低倍率性能，因此在锂离子电池中，由于其理论容量较低，在较低的电压条件下，很容易发生枝晶形成的电池内部短路现象，从而极大地降低了充放电的安全性。因此，很难将碳材料用于高功率电气领域；金属氧化物作为锂离子电池的负极材料，在充放电过程中，其电压会有一定的升高，具有较高的可逆容量，但其充放电机制十分复杂，导致了容量的不可逆损耗。此外，由于其体积变化的可能性较大，会对其循环特性产生一定的影响，难以在实际生产中推广；由于其具有高的可逆容量和良好的循环特性，因此目前已广泛用于锂离子电池的正极材料，但由于其工艺复杂、成本高，不适合大规模生产和使用。
钛酸锂作负极锂离子电池体系研究
２００９年１１月 Ｎｏｖ．２ｏｏ９ 华南师范大学学报（自然科学版） ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＯＵＴＨ ＣＨＩＮＡ ＮＯＲＭＡＬ ＵＮＩＶＥＲＳＩ ｒＹ （ＮＡＴＵＲＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ ＥＤＩＴＩＯＮ） 第２８届全国化学与物理电源 学术年会论文选・下（增刊）
文章编号：１０００—５４６３（２００９）ｓ２—００８１—０３
钛酸锂作负极锂离子电池体系研究
刘志远，陈效华，李 燕，秦兆东，翟丽娟
（奇瑞汽车股份有限公司中央研究院，安徽芜湖２４１００９）
摘要：研究了以ｕ４Ｔｉ５Ｏｌ２为负极，分别以ＬｉＣｏ¨ＮｉｏＭｎｏ．５Ｏ２，ＬｉＭｎ２０４或ＬｉＦｅＰＯ４为正极的锂电池体系．先筛选不同
厂家的正负极材料，然后再匹配成电池做循环性能研究．测试表明，经筛选的ＬｉＣｏ。 Ｎｉ０ｌ５Ｍｎ０＿５Ｏ：，ＬｉＭｎ：Ｏ 与ＬｉＦｅＰＯ
三种材料分别与Ｌｉ Ｔｉ Ｏ 组成电池的初始容量分别为９６３、９３１、９６０ ｍＡｈ；５００次充放电循环后容量保持率分别为 ９６．５６％、８７．６９％、９８．１％．其中ＬｉＣｏ０ｌ５Ｎｉ０．５Ｍｎｏ．５Ｏ２体系的初始容量最高，ＬｉＦｅＰＯ 体系的循环性能最好．３种不同
正极材料的钛酸锂锂离子电池在８５ ｏＣ环境下搁置４ ｈ，电池形变少于５％．
关键词：钛酸锂；锂离子电池；充放电循环
中图分类号：ＴＭ９１２．９ 文献标识码：Ａ
目前商品化锂离子电池主要以石墨化碳材料为
负极．随着便携式电子产品更小、更轻、更薄，要求
电池更高比能量化，特别是汽车动力电池必须具有
更高的能量密度、更低的成本和更好的安全性，石墨
负极材料是此方向发展的重要制约因素之一：人工
石墨制备温度太高（１ ９００～２ ８００℃）；理论比容量
低，只有３７２ ｍＡｈ／ｇ；脆弱结构会导致很有限的稳定
性，对电解液高度敏感．为克服这些缺点，研究应用
Ｌｉ Ｔｉ Ｏ 负极材料是解决方向之一¨ ］．
Ｌｉ Ｔｉ５ Ｏ 具有缺陷尖晶石结构，锂在 Ｔｉ Ｏ ２晶格
TiO2基锂离子电池复合负极材料的研究进展
2017年第36卷第5期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·1755· 化 工 进 展
TiO2基锂离子电池复合负极材料的研究进展
李俊岭，李涛，李伟伟，任保增
（郑州大学化工与能源学院，河南 郑州 450001）
摘要：TiO2锂离子电池负极材料以其安全性高而著称，其被设计为各种纳米结构并与其他导电性好的材料制备
成复合材料，以弥补其导电、导锂能力的不足。本文针对近年来TiO2基复合材料作为锂离子电池负极材料的研
究现状，介绍了碳类、硅类和金属类材料与TiO2进行复合制备负极材料的可行方法，并分别分析了这3类材料
的优缺点：碳类负极材料技术成熟，但有易燃的缺点；硅类负极材料理论容量高，但循环性能差且安全性不好；
金属类负极材料普遍导电性好，且易与其他材料合金化，但循环性能差。最终提出，由于碳类负极材料技术成
熟，且TiO2可弥补其易燃的缺点；结合碳基材料优良导电性能与TiO2优异安全性能的复合材料最有望实现工业
化，将是锂离子电池领域重要的研究方向之一。
关键词：二氧化钛；锂离子电池；负极；复合材料；电化学
中图分类号：TM912.9 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）05–1755–08
DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.05.025
Recent progress on TiO2-based composites for Li-ion battery anodes
LI Junling，LI Tao，LI Weiwei，REN Baozeng
（School of Chemical Engineering and Energy，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，Henan，China）
Abstract：As a kind of Li-ion battery anode materials，TiO2 is renowned for its high security. In order
锂离子电池负极材料磷酸钛锂研究进展
锂离子电池负极材料磷酸钛锂研究进展
叶嘉明;李昌明
【摘 要】NASICON结构的磷酸钛锂[LiTi2(PO4)3]作为新型的锂离子电池负极材料,具有环境友好、循环性能好、优异的热稳定性等优点,被认为是最具有应用前景的负极材料.LiTi2(PO4)3具有138 mA·h/g的理论容量和2.5 V的平稳放电平台,但是LiTi2(PO4)3电子电导率低、锂离子扩散系数小等缺点限制了其实际应用.因此,针对以上缺点,众多研究者通过对LiTi2(PO4)3进行改性,极大地提高其电子电导率和锂离子扩散系数.简单介绍了LiTi2(PO4)3的结构与性能,主要从制备方法和改性方法两方面综述了近年来的研究进展,并指出了LiTi2(PO4)3材料目前研究存在的问题,展望了未来的应用前景.
【期刊名称】《无机盐工业》
【年(卷),期】2019(051)005
【总页数】6页(P17-22)
【关键词】锂离子电池;磷酸钛锂;负极材料
【作 者】叶嘉明;李昌明
【作者单位】五邑大学智能制造学部,广东江门529020;五邑大学智能制造学部,广东江门529020
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ131.11
鉴于全球能源危机和环境污染的日益严重，人们正积极寻找可代替的再生清洁能源。而太阳能、风能等能源间歇性的特征并不能稳定应用，锂离子电池作为绿色环保的能源，具有高能量密度、长的循环寿命和环境友好等优点，得到人们的关注和大量研究。商业化应用广泛的石墨负极，随着快速充电技术的发展，已经不能满足发展需求。因此，具有NASICON结构的 LiTi2（PO4）3被认为是极具应用前景的负极材料之一［1-4］。
1 磷酸钛锂的结构与性能
NASICON 结构的 LiTi2（PO4）3属于正交晶系，空间群R3c，具有三维空间晶体结构和沿着c轴开放的离子传输通道、稳定平坦的放电平台，相对于锂电极的电极电势约为 2.5 V。 LiTi2（PO4）3由于 P—O 强共价键的存在，而非范德华力的作用，使得其在Li+脱嵌状态中有良好的稳定性。此外，LiTi2（PO4）3转变为 Li3Ti2（PO4）3的过程，可以额外容纳 2 个 Li+，两相转变过程中主要由于Li+不同位点的重新排序，并没有引起晶格结构改变，所以表现出较长的循环寿命和较高的安全性能［5］。 LiTi2（PO4）3 的 2 个 TiO6 八面体和3个PO4四面体通过共用顶点的氧原子连接，形成三维刚性骨架，Li+在晶体结构的三维通道中迁移，表现出优越的离子电导率（2.0×10-6S/cm），其理论容量高达