業內人員表示,鈦酸鋰材料在2-3年後,一定會成為新一代鋰電池負極材料而被廣泛應用在新能源汽車、電動摩托車和要求高安全性、高穩定性和長週期的應用領域,因為鈦酸鋰的高安全性、高穩定性、長壽命和綠色環保的特點。
鈦酸鋰
尖晶石型鈦酸鋰被作為一種備受關注的負極材料,因具有如下優點:
1.鈦酸鋰在脫嵌鋰前後幾乎“零應變”(脫嵌鋰前後晶胞參a從0.836nm僅變為0.837nm);
2.嵌鋰電位較高(1.55V),避免“鋰枝晶”產生,安全性較高;
3.具有很平坦的電壓平臺;
4.化學擴散係數和庫倫效率高。
鈦酸鋰的諸多優點決定了其具有優異的迴圈性能和較高的安全性,然而,其導電性不高、大電流充放電時容量衰減嚴重,通常採用表面改性或摻雜來提高其電導率。
如化學專家以Mg(NO3)2為鎂源,通過固相法製備了Mg2+摻雜的鈦酸鋰,表明摻雜Mg2+並沒有破壞鈦酸鋰的尖晶石晶體結構,且摻雜後材料的分散性更佳,其在10C放電倍率下的比容量可達到83.8mAh/g,是未摻雜材料的2.2倍,且經過10次充放電迴圈後容量無明顯衰減,經交流阻抗測試表明,摻雜後材料的電荷轉移電阻明顯降低。有的學者通過高溫固相法,分別採用Li2CO3和檸檬酸鋰作為鋰源,製備了純相的鈦酸鋰和碳包覆的鈦酸鋰,
實驗表明,經碳包覆的鈦酸鋰具有較小的粒徑和良好的分散性,表現出更優的電化學性能,主要歸因於碳包覆提高了鈦酸鋰顆粒表面的電子電導率,同時較小的粒徑縮短了Li+的擴散路徑。