钛酸锂电池性能技术进展和前景.pptVIP

钛酸锂的性能和应用前景介绍

目录1新能源相关政策2负极材料现状3钛酸锂介绍4研究进展5产业化进程6总结与展望

2009年1月，科技部、财政部等四部委共同启动新能源汽车十城千辆工程计划。2009年6月，《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》公布。2010年10月，《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》出台，提出：“着力突破动力电池、驱动电机和电子控制领域关键核心技术，推进插电式混合动力汽车、纯电动汽车推广应用和产业化。同时，开展燃料电池汽车相关前沿技术研发，大力推进高能效、低排放节能汽车发展”。2009年3月，国务院办公厅发布的《汽车产业调整和振兴规划》中提出了未来三年内中国新能源汽车的发展战略。2010年6月，财政部、科技部等四部委联合发布《关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知》。《汽车与新能源汽车产业发展规划》（2011年～2020年）即将出台1新能源相关政策

LIBs纯电动车（EV）

插电式电动车（PHEV）混合动力电动车（HEV）便携式电子设备（portableelectronics）能量存储装置（Energystorage）

2锂离子电池负极材料

动力电池发展现状化学体系负极/正极理论容量Ah/kg实际容量Ah/kg电位vsLi+/Li开路电压氧化钴锂(Sanyo，Samsung等)LiC6/LiCoO2370/~295300/160+100mV/3.9V3.9V镍基材料（JohnsonControl,Salt）LiC6/LiNixCoyAlz370/~300300/~180100mV/3.6V3.6V尖晶石结构氧化锰锂（LGChem）LiC6/LiMn2O4370/148300/~120100mV/3.8V3.8V钛酸锂（Enerdel，Toshiba）Li4Ti5O12/LiMnO2233/148~170/1201.5V/3.9V2.4V磷酸亚铁锂（A123）LiC6/LiFePO4370/178300/160100mV/3.3V3.3V

石墨负极的不足寿命充电慢安全石墨由于层状结构，锂离子嵌入嵌出过程引起较大形变（10.3%），导致循环性能不足石墨电位0.1VvsLi+/Li，与电解质形成在界面形成一层膜，并且容易形成锂支晶Li+在石墨中的离子迁移速率较低，导致充放电较慢

钛酸锂Li4Ti5O123钛酸锂(LTO)空间群属于Fd3m，尖晶石结构，电位1.55VvsLi+/Li理论容量176mAh/kg零应变材料836pm-837pm

LTO优点安全性高电压平台，不析锂耐过冲，过放高低温性能优异长寿命结构稳定，零应变，充放电过程中体积变化基本为零无SEI膜，避免SEI膜破裂高倍率相比石墨具有高离子扩散系数，25度时锂离子在LTO中的扩散系数为2*10-8cm2/s,比石墨高出一个数量级可用于多次循环脉冲电流设备

LTO与石墨(Graphite)LTO基本没有形变LTO不形成SEI膜

Li4Ti5O12固相合成法Li2CO3(稍过量)、TiO2(化学计量比)和活性炭混合，以无水乙醇作为分散剂，混合物用球磨机球磨24h，制得前驱体。前驱体空气中加热到600oC并保温8h，在升温至800oC并保温2h，升温速率为12oC/min,自然冷却，轻度研磨过筛，得样品，干燥器中保存。电化学测试：采用上数样品制得工作电极，与金属锂作为对电极，组合成电池进行测试01024钛酸锂研究进展

固相反应的条件控制方法固相反应法(适合工业生产)溶胶凝胶法和水热离子交换法原料锂源：Li2CO3，钛源：TiO2(锐钛矿)原料配比：Li稍过量，有研究提出，当n(Li)／n(Ti)=0.84时产物性能最好研磨方法研究结果表明，球磨效果更好添加剂反应过程加适量炭黑提高电导性并减小颗粒尺寸加入掺杂元素如Zr、Sr等进行改性反应温度和时间制备温度一般控制在800-1000℃一般时间越长，晶粒生长越完整，不利于循环性，800oC下一般2h保温

钛酸锂改性研究导电性LTO导电能力差，需要通过碳包覆或者掺杂提高电子电导电位窗LTO的电位为1.55VvsLi+/Li，与高电位锰酸锂只能形成2.4V电压，采用金属取代部分Ti降低LTO电位值大电流充放也主要通过减小颗粒(纳米化)和掺杂，提高高倍率性能

Ag掺杂LTO采用高温固相反应法得出结论：Ag掺杂有助于提高容量和循环性Ag掺杂要适量，文章表明3%wt掺杂效果最佳

Cu掺杂高温固相合成法，Cu(NO3)2?3H2O为铜源(Li:Ti:Cu=4:5:x)

得出结论Cu掺杂没有提高容量，但高倍率循环性能明显改善

Zr掺杂固相合成法，锂源采用LiAc?2H2O，Zr源采用Zr(NO3)4·5H2O得出结论：高倍率下首次循环容量有非常大的提