目前，在國家大力倡導開發新能源及其相關產業的大環境下，鈦酸鋰以其優異的安全性、超長循環性能、快速充放電和超寬的高/低溫性能，成為新型鋰離子電池的負極材料研究熱點，其應用前景也不斷拓展。
一、鈦酸鋰概述
鈦酸鋰(Li4Ti5O12)是一種由金屬鋰和低電位過渡金屬鈦的複合氧化物，屬於AB2X4系列，可被描述成尖晶石固溶體。Li4Ti5O12最大的特點就是其“零應變性”。
鈦酸鋰粉體及其SEM圖片
所謂“零應變性”是指其晶體在嵌入或脫出鋰離子時晶格常數和體積變化都很小，小於1%。
在充放電循環中，這種“零應變性”能夠避免由於電極材料的來回伸縮而導致結構的破壞，從而提高電極的循環性能和使用壽命，減少循環帶來的比容量衰減，具有非常好的耐過充、過放特徵。
鈦酸鋰作為鋰電池負極材料的優缺點：
目前，鈦酸鋰製備方法主要有固相反應法、溶膠-凝膠法及水熱離子交換合成法等。
二、鈦酸鋰製備方法
選擇不同的製備方法會導致鈦酸鋰粉體不同的晶體形貌，從而影響其電化學性能。所以合成方法的選擇與鈦酸鋰電池的電化學性能之間有著密切的聯繫。
鈦酸鋰作為鋰電池負極材料存在本徵電子導電能力偏低的缺點，影響了負極在放電狀態時的導電率。
三、鈦酸鋰改性方法
通過表面包覆或摻雜等方法能提高電極的表面電導率，從而加快傳荷反應速率可使電池的倍率性能的增強。目前包覆或摻雜等方法主要有碳摻雜包覆和金屬元素摻雜。
碳包覆就是含碳添加物熱分解，從而在顆粒表面分散或包覆導電碳，以充當導電橋的改性方法。碳源主要包括天然石墨、複合碳、乙炔黑和各種含碳多羥基有機化合物。碳包覆不僅能提高鈦酸鋰材料的電導率，它還能夠有效地防止顆粒間的團聚，降低接觸內阻，提高電池的倍率性能。1碳摻雜包覆
碳包覆鈦酸鋰粉體顆粒SEM圖片
2金屬元素摻雜
鈦酸鋰改進行金屬摻雜的主要目的是：降低它的電極電位，提高電池比能量;提高材料的導電性，降低電阻和極化。對於低電導率的電極活性材料，要提高其導電性能，摻雜是較有效的方法。摻雜元素主要有Ag+、Zr2+、Cu2+、Mg2+、Al3+、Zr4+、F-等及其複合摻雜。
(1)Ag+摻雜鈦酸鋰，有助於提高鈦酸鋰電池的容量和循環性，摻雜量為3%wt效果最佳。
(2)Zr2+摻雜鈦酸鋰，高倍率下首次循環容量和循環性顯著提升。
(3)Cu2+摻雜鈦酸鋰，顯著改善鈦酸鋰電池的高倍率循環性能。
Ag+摻雜鈦酸鋰粉體SEM圖片 Zr2+摻雜鈦酸鋰粉體SEM圖片
Cu2+摻雜鈦酸鋰粉體SEM圖片
四、鈦酸鋰電池應用
1、便攜式電動工具、儲能電源;
2、汽車應急啟動電源、電池模塊、儲能基站電源;
3、太陽能光電產品、LED照明;
4、替代超級電容、存儲電源。
五、國內外鈦酸鋰電池相關產業
1鈦酸鋰材料
國際上對鈦酸鋰材料研究及產業化方面比較領先的有美國奧鈦納米科技公司、日本石原產業株式會社、英國莊信萬豐公司等。其中美國奧鈦生產的鈦酸鋰材料無論在倍率、安全性、長壽命及高低溫等方面性能優異。國內在鈦酸鋰材料量產方面已有多家，如四川興能、珠海銀隆、湖州微宏、深圳貝特瑞、湖南杉杉等企業。
2鈦酸鋰電池
國際上能夠批量生產鈦酸鋰電池的廠家並不多，主要以美國奧鈦納米技術公司與日本東芝集團為代表。鈦酸鋰電池的應用市場主要有電動車(巴士、軌道交通等)、儲能市場(調頻、電網質量、風場等)及工業應用(港口機械、叉車等)。
目前，國內在鈦酸鋰電池生產方面已有多家，如湖州微宏、珠海銀隆、天津捷威、四川興能、中信國安盟固利、湖南杉杉等。
1、華蘭，楊曉燕，康石林等.摻雜Li4Ti5O12作為鋰離子蓄電池負極材料[J].電池。
2、楊建華，鍾暉，鍾海雲等.Li4Ti5O12的合成及影響因素[J].中南大學學報。
3、唐致遠，陽曉霞等.鈦酸鋰電極材料的研究進展[J].電源技術。
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