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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划锂离子电池用钛酸锂负极材料2Li4Ti5O12合成Li4Ti5O12合成方法高温固相合成法(hightemperaturesolid-statereaction)T.F.Yi等人用TiO2和Li2CO3直接混合后于800-12h-空气焙烧合成Li4Ti5O12，为单一物相，a=8nm；02V放电比容量为197mAh/g。同样H.Ge等人也采用相同的原材料在甲醇介质中球磨形成浆料，于800-12h-空气焙烧合成Li4Ti5O12。在V，mV/s进行循环伏安测试，有两对氧化还原峰存在：V
2、/V和V以下，未发现不可逆峰，前者归因于Ti4+/Ti3+的氧化还原反应，后者为Ti4+的多步反应，在随后的循环中表现出可重复性；V，、1、3、5、7、10C充放电时，比容量分别为213、205、195、188、181、174、167mAh/g；V，、1、3、5、7、10C充放电时，比容量分别为169、162、156、148、141、133、125mAh/g；二者之间的差异可能是Li+嵌入了新的伪岩盐相所致，但是V电压以下的优良循环性能以前很少证实过。溶胶-凝胶法(sol-gelmethod)采用溶胶-凝胶法合成Li4Ti5O12时，大致有以下几种方法：一是选择合适的螯合剂，如C.M.Shen
3、等人选用醋酸、Y.J.Hao等人采用柠檬酸、草酸、三乙醇胺(TEA)为螯合剂。其大致过程如下：(1)将Ti(OC4H9)4、锂盐、螯合剂分别和有机溶剂如异丙基乙醇/乙醇等配成溶液A、B、C；(2)将溶液C滴加到溶液A+B的混合液中，形成澄清溶液，陈化数小时后得到白色的凝胶；(3)将凝胶在一定温度(80)下干燥，蒸发掉多余的有机溶剂，获得含有机物的Li4Ti5O12前躯体；(4)在空气中，不同温度(400800)下焙烧得到目标产物。醋酸作为螯合剂合成产物性能如下：晶胞参数a=8nm，粒度为数百个纳米。800-4h合成产物放电比容量为272mAh/g(V，mA/cm2)。柠檬酸作为螯合剂26，80
4、0-20h合成产物在2q=和处存在多余的峰，表明有少量的TiO2相存在，当进一步提高烧结温度或延长焙烧时间时，TiO2相所在位置的峰消失，晶胞参数a=4nm。V放充电时，放电比容量为151mAh/g，效率为%。草酸作为络合剂，800-20h，草酸与Ti的比例R=，合成产物为纯相，a=4nm；V，mA/cm，其初始比容量为171mAh/g，电压平台V，平台容量占其总容量85%；35次循环后比容量为150mAh/g。三乙醇胺(TEA)作螯合剂，800-24h-空气中合成，产物为纯相，晶胞参数a=8nm，V充放电时，放电比容量为151mAh/g。二是选择合适的胶化介质来控制合成产物的粒度，如等人选用
5、羟丙基纤维素利用乳胶-凝胶技术，800-10h-空气中合成出Li4Ti5O12，为纯相物质，球形粉末()；放电比容量为160mAh/g，80th循环无衰降(V，mA/g)。Kim等人利用聚合醇介质合成纳米级的Li4Ti5O12，符合Fd3m空间群立方晶系尖晶石结构，500-3h产物在V，mA/cm2的初始比容量为235mAh/g，60th循环后比容量为200mAh/g。C.H.Jiang等人以球碳作模板，以TTIP、LiCH3CO22H2O为原料，合成出中空球形的Li4Ti5O12。在V，C(1C=175mA/g)充放电时，加入g碳球的试样，初始放电比容量分别为175mAh/g，30th循环容
6、量几乎不衰降；同纯Li4Ti5O12样品相比较，其倍率性能改善显著，如、充放电时，其比容量为151、121mAh/g，为的95%和76%。该结果不及K.Nakahara等人制备的中空球形的Li4Ti5O12性能好，原因为他们对合成产物进行球磨处理，使得颗粒更加细化，表现出10C充放电时容量为C的86%优良倍率性能。C.H.Jiang等人用P123(EO20-PO70EO20)表面活性剂合成纳米级Li4Ti5O12。P123是一种适合于制备有序化介孔结构的软模板材料，添加P123合成产物循环性能、倍率特性明显改善。合成产物为纯相，a=5nm；SEM分析尽管P123未改变合成产物的一次离子(晶粒尺
7、寸)大小，但它却能极大地降低宏观层面的纳米晶粒团聚问题；V，C，其初始比容量为158mAh/g，100th循环比容量为117mAh/g，保持率为85%；放电容量为C的%，较纯的Li4Ti5O12有很大改善。Y.H.Rho等人添加乙烯吡咯烷酮(PVP)用溶胶凝胶法合成Li4/3Ti5/3O4薄膜，PVP对于制备膜结构物质十分有效。三是其它方法，如J.Gao等人用“内凝胶”法合成出高振实密度和球形的Li4Ti5O12。将TiCl4溶解在去离子水中，同一定量的(CH2)6N4和CO(NH2)2在小于10搅拌混合；以水油比为110的比例，将混合溶液边搅拌边滴加到煤油中(另外一种方法是：不加煤油，向混合
8、溶液中吹入NH3，随着pH的增加，制得球形凝胶前躯体)；70下干燥得到胶体，干燥的球形粉体同Li2CO3充分混合后，在800-12h-空气烧结制备得Li4Ti5O12。为26mm的球形粉体，振实密度为g/cm3；Li4Ti5O12颗粒是由纳米晶粒组成，从而保障其电化学性能和高振实密度。在V，、mA/cm2放电比容量分别为161、156、mAh/g；mA/cm2恒流充放电时，100th循环比容量仍为141mAh/g。、Kavan和Gratzel等人用溶胶-凝胶法合成的纳米Li4Ti5O12电性能均有不同程度的改善，如平均粒径39nm，V，C放电比容量与充电比容量分别为255、242mAh/g。和
9、等人分别选用Ti的有机物Ti(OiPr)4、Ti(OCHMe2)4作原料，用溶胶-凝胶法合成的Li4Ti5O12，其性能较其它的方法相差不多如V，1/15C，初始比容量为158mAh/g。水浴合成法(hydrothermalmethod)Tang等人采用水浴合成法制备Li4Ti5O12，过程如下：10mmol四异丙基化钛(TTIP)和2mL的氨水25%28%(质量分数)，在搅拌时滴加到20mL热的乙二醇溶液中，温度90时同LiOH的水溶液混合(8mmolLiOH和30mLH2O)形成透明的溶液，转移到特氟龙不锈钢容器中于170保存36h；通过离心法收集沉淀物，用去离子水洗涤3次后，于80真空干
10、燥，得到前躯体；在500-2h热处理。合成产物形貌为花状，直径约在300500nm；符合尖晶石结构物相，a=1nm；13V，C初始比容量为mAh/g，8C放电比容量为76%(mAh/g)，而同等倍率下其他方法合成的产物放电仅为此法合成的40%60%，这大概是由于纳米级晶粒缩短Li+扩散的路程所致；100th循环后，、8C放电比容量分别为167、163、152mAh/g，每5100th循环比容量衰降仅为、mAh/g，显示出良好的倍率特性。喷雾热解/干燥法(spraypyrolysis)S.H.Ju等人采用喷雾热解法合成Li4Ti5O12，其方法是将化学计量比的LiNO3和(TTIP,TiOCH(
11、CH3)24)溶解在去离子水中形成前躯体溶液(总浓度为mol/L)，经喷雾干燥后所得粉体，在高温下焙烧即可。800-12h-空气合成产物为球形粉末，粒径为mm；单一物相；V，C充放电初始比容量为154mAh/g，30th循环后比容量为142mAh/g。H.Y.Yu等人将Li2CO3、TiO2和适量的PF混合在乙醇溶液中，球磨后得到粘稠状物料，于110将混合均匀的物料进行喷雾干燥处理，干燥粉末在800-12h-N2下进行热处理。合成产物符合立方晶系的尖晶石结构物相；颗粒尺寸为100400nm；随着充放电倍率的提高，放电电压平台降低V(C/4),V(2C),和V(10C)，可逆的放电比容量分别为、
12、2、3C-144、5、10C-125mAh/g，200th后3、5、10C的比容量分别为、mAh/g，容量保持率分别为%、80%、%。同样，Wen等人也用类似的方法，将Li2CO3和TiO2混合在乙醇溶液中，在300r/min的速度球磨2h，得到粘稠状物料，再加入6%的PVB混合1h，混合均匀的物料在喷雾干燥器中进行喷雾处理，干燥粉末在850-24h煅烧。产物为单一物相，球形颗粒形貌；V，比容量159mAh/g。K.C.Hsiao等人将LiOH和不同粒径的TiO2、5%分散剂BYK-190溶解在去离子水中，LiTi=45，制得浆料，在氧化铝球的3D球磨机中以300r/min转速混合8h，混合均
13、匀的浆料在250，3kg/cm2压力下，由两个流体喷嘴喷入喷雾干燥器中，随后在8508h-空气中焙烧即可。得到两种结构的Li4Ti5O12，孔型球形(P-Li4Ti5O12)和致密球形(D-Li4Ti5O12)。由于结构上的差异，二者性能对比如下：V之间，D-Li4Ti5O12在、2、5、20C充放电，其初始比容量分别为165、108、25、17mAh/g，而PLi4Ti5O12数据分别为169、144、128、73mAh/g。熔盐法(moltensaltmethod)L.Cheng等人以LiCl为高温助溶剂，采用熔盐法来制备纳米级Li4Ti5O12，先将Li2CO3和TiO2(小于8nm)混
14、合再同LiCl混合，N(N=LiClTiO2的摩尔比)在216之间，此前躯体在不同温度和时间段进行热处理后，将产物浸入去离子水中进行洗涤，去掉多余的助溶剂后，在120-24h干燥。N=16，750-12h合成产物为纯相物质；a=nm；V，mA/cm2进行充放电，初始比容量为161mAh/g，较未使用LiCl的试样(141mAh/g)比容量高很多。通过在750不同时间进行热处理发现，即使加热1h，仍可获得纯相，放电比容量可达到159mAh/g，说明LiCl可以加速Li4Ti5O12相的生成，XRDRietveld结构精修也证实了这一点，这主要是LiCl在Li2CO3和TiO2体系中可以形成Li源
15、与TiO2接触的固液界面，从而降低了反应活化能。流变相法(rheologicalphasemethod)H.Liu等人采用流变相法来合成Li4Ti5O12/C，实际上是固相高温烧结反应的一种，仅是在混料方式不同，即选择PVB溶于乙醇中形成固液流变相混合体。即大致过程如下：化学计量比的Li2CO3和TiO2混合均匀后，加入到PVB的乙醇溶液中，形成固液流变相混合体，在磁力搅拌4h，80下真空干燥6h，以蒸发掉多余的乙醇，随后800-15h-Ar中焙烧，随后缓冷到室温即可。800-15h-Ar中焙烧产物为灰色，800-15h-空气中焙烧产物为白色，且均为单一Li4Ti5O12立方晶系相；合成产物粒
16、度分布很窄，约mm；03V，、3C放电比容量分别为、mAh/g；C充放电循环100th后比容量为mAh/g，仅衰降%。Yin等人也采用此法，所选原材料为CH3COOLi2H2O和Ti(OC4H9)4，有机溶剂为醋酸和丁醇。800-2h合成产物已经为纯相物质，800-12h为单一的Li4Ti5O12相，a=5nm；合成产物粒度细小，分布很窄(d10=mm，d50=mm,d90=mm)；1V，1、10C放电初始比容量分别为、mAh/g；当放电截止电压设定为V或V之间，1C放电初始比容量为225mAh/g，这归因于可能由伪岩盐相部分放电或其它原因。微波合成法(microwavesolid-statesynthes
