以Li2TiO3为原料合成Li4Ti5O12的机理和电化学性能

摘要

以偏钛酸锂(Li2TiO3)和二氧化钛(TiO2)为原料,采用固相法合成钛酸锂(Li4Ti5O12),通过XRD、SEM和电化学测试等方法对合成的钛酸锂材料的结构、形貌和电化学性能进行表征,同时研究一次颗粒长大规律和反应机理.结果表明:Li2TiO3是传统固相法合成Li4Ti5O12的中间产物,用Li2TiO3为原料在720、750℃保温10h可合成纯的Li4Ti5O12,制备的一次颗粒粒径分别为270、278 nm,较用Li2CO3和TiO2为原料合成纯相的温度更低,一次颗粒粒径更小.反应期间,一次颗粒粒径随着反应分数的增大呈快速增长势头;反应结束后,一次颗粒粒径增长缓慢.750℃合成的Li4Ti5O12在充放电倍率为0.1C、1C、5C、9C时,比容量分别为170、164、149、126 mA·h/g,在0.1C时循环200次容量保持率大于97％,显示制备的Li4Ti5O12具有良好的电化学性能.