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钛酸锂电池技术及其产业发展现状

2016-10-14 11:33来源:新材料产业关键词:钛酸锂电池锂离子电池钛酸锂电池技术收藏点赞

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(a)图为在放电态的钛酸锂晶胞,其中小球为Li原子在8a四面体位;(b)图为在充电态的钛酸锂晶胞,其中Li在16c八面体位。图中大球形为氧原子,中球为钛原子位于每个八面体位的中心。

图1 充电态时锂离子示意图

2.Li4Ti5O12的制备方法

Li4Ti5O12的制备方法通常有固相法、水热法、溶胶凝胶法、熔盐法等方法。不同的合成方法会导致材料不同的晶体形貌,从而影响其电化学性能。所以合成方法的选择与钛酸锂电池的电化学性能 (可逆比容量、倍率及循环性能) 之间有着密切的联系。

固相法具有操作简便,易于工业化生产的优点。但固相法要求较高的热处理温度和烧结时间长,能耗大,同时粒径较难控制,均匀性和重现性较差,对钛酸锂的电化学性能影响较大。合成一般是按计量学比例将 TiO2与LiOH˙H2O 或 Li2CO3混合,然后在高温下烧结 12~24 h得到产物Li4Ti5O12。为了使原料能够充分混合均匀,可采用球磨等方法进行混料得到理想的粒度分布。

用可溶性钛盐、锂盐为原料在水热条件下可以直接或间接合成Li4Ti5O12。通常在水热法后需要高温烧结,但烧结温度大大降低,烧结时间短。所以与高温固相法相比较,可以在一定程度上降低颗粒的团聚,得到粒度分布较窄颗粒表面均匀的产品。该方法制备可以得到库仑效率高,倍率性能好和循环稳定的钛酸锂材料。

溶胶-凝胶法在制备过程中,反应在液相中进行以达到起始物质的均匀混合,制备出纳米尺寸的化合物,经较短时间的高温烧结,热处理温度较低。通过溶胶-凝胶法制备的材料通常具有较均匀的形貌、较窄的粒径分布,所以其电化学性能较好。但该方法通常需要引入大量有机化合物,使合成过程变得较为复杂,对大规模的工业应用不理想。

原标题:钛酸锂电池技术及其产业发展现状
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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