中國(guó)粉體網(wǎng)訊  近年來(lái)隨著可再生能源，新能源汽車(chē)以及其他儲(chǔ)能需求的快速發(fā)展，鈦酸鋰負(fù)極材料因其安全耐用特點(diǎn)而被廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的石墨負(fù)極材料的電極電位接近金屬鋰的電位，容易形成鋰枝晶，安全性能差，循環(huán)壽命有限。

尖晶石鈦酸鋰嵌入脫出的可逆性?xún)?yōu)異，充放電過(guò)程中沒(méi)有體積和結(jié)構(gòu)的變化、電壓平坦，不與電解液反應(yīng)，安全性能高等，這些特點(diǎn)使得Li₄Ti₅O₁₂成為下一代動(dòng)力電池中最具潛力的負(fù)極材料之一。但是，鈦酸鋰也存在著本征電子電導(dǎo)（10^-8-10^-13S cm^-1）和鋰離子擴(kuò)散系數(shù)（10^-9-10^-16cm²s^-1）非常低，使得它具有差的動(dòng)力學(xué)性能，這嚴(yán)重限制了它的倍率容量�；�于上述原因，2018年9月27-28日，中國(guó)粉體網(wǎng)聯(lián)合中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)能源顆粒材料專(zhuān)委會(huì)將于南京上∙秦淮假日酒店舉辦“第二屆能源顆粒材料制備及應(yīng)用技術(shù)高峰論壇”，屆時(shí)華北電力大學(xué)潘家鴻教授將為業(yè)內(nèi)人士帶來(lái)《高純度鈦酸鋰粉體的可控合成》的精彩報(bào)告。

潘家鴻，男，洪堡學(xué)者。2007年8月獲韓國(guó)仁荷大學(xué)化學(xué)系理學(xué)博士學(xué)位，隨后在南洋理工大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院、新加坡國(guó)立大學(xué)化學(xué)工學(xué)院、德國(guó)漢諾威大學(xué)工業(yè)化學(xué)研究所等單位從事科研工作。2015年10月作為海外引進(jìn)人才回國(guó)，擔(dān)任華北電力大學(xué)可再生能源學(xué)院太陽(yáng)能中心教授。

鈦酸鋰的結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)鋰/鈉機(jī)理

鈦酸鋰（Li₄Ti₅O₁₂）是一種白色不導(dǎo)電的晶體，能夠穩(wěn)定存在空氣中。

鈦酸鋰的制備方法

眾所周知，材料的合成方法和條件嚴(yán)重影響著電極材料的電化學(xué)性能。在眾多方法中，最受歡迎的是固相法和液相法。

【固相法】

固相法是最常用的制備電極材料的方法。

將固相前驅(qū)體通過(guò)研磨或球磨混合，然后在馬弗爐中熱處理。

此方法合成條件簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。但卻存在耗能高、產(chǎn)物難以達(dá)到要求，存在相不純、形貌不規(guī)則，不能控制顆粒長(zhǎng)大和團(tuán)聚問(wèn)題，影響電化學(xué)性能。

【微波輔助法】

微波具有強(qiáng)的滲透深度，能夠被反應(yīng)物快速吸收，促進(jìn)快速成核。

利用微波熱處理可以縮短合成時(shí)間，降低合成溫度。

【溶膠-凝膠法】

溶膠-凝膠法制備材料屬于濕化學(xué)法中的一種，利用高化學(xué)活性的前驅(qū)體，在液相下均勻混合，然后進(jìn)行一系列的水解，縮合反應(yīng)，形成穩(wěn)定的透明溶膠體系：溶膠經(jīng)過(guò)陳化，形成凝膠；凝膠再經(jīng)過(guò)干燥得到干凝膠；最后經(jīng)過(guò)燒結(jié)固化獲得所需材料。

相對(duì)于固相法，溶膠-凝膠法能夠?qū)崿F(xiàn)反應(yīng)物在原子或分子級(jí)別的混合，降低合成溫度，減小顆粒尺寸。因此溶膠-凝膠法是合成Li₄Ti₅O₁₂的一種常用方法。

【水熱法】

水熱過(guò)程是指反應(yīng)物分散在水或有機(jī)溶劑中，在100-200℃的密閉容器中發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)。

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