钛酸锂;氧化鈦;锂钛氧;钛酸锂,钛酸锂 钛酸锂粉

熔点1520-1564°C
密度3.418 g/cm3
折射率2.087 (589.3 nm)
溶解度不溶于水
形态粉末
颜色米白色
电极材料钛酸锂（Li4Ti5O12）是一种金属锂和低电位过渡金属钛的复合氧化物，具有缺陷的尖晶石结构。20世纪70年代被作为超导材料进行大量研究,80年代末曾作为锂离子蓄电池的正极材料进行研究,但因为它相对于锂电位偏低且比能量也较低(理论比容量为175mAh/g),而未能引起人们的广泛关注。1996年,加拿大研究者K.Zaghib首次提出可采用钛酸锂材料作负极与高电压正极组成锂离子蓄电池、与碳电极组成不对称超级电容器。后来,小柴信晴等人也将其作为锂离子负极材料开展了研究。但直至1999年前后,人们才对Li4Ti5O12作为锂离子蓄电池的负极材料开始了大量的研究。具有尖晶石结构的钛酸锂由于其在嵌脱锂过程中晶格常数几乎不发生变化，被称为“零应变”材料，其理论嵌锂电位为1.55V(vs．Li+/Li)，理论比容量为175mAh/g，由以下优点：(1)在充放电过程中不会发生结构变化；(2)相对于Li+/Li的放电电压接近1.55V，不与电解液发生反应且不易引起金属锂析出；(3)锂离子扩散系数(2×10－8cm2/s)比碳负极高一个数量级；(4)库仑效率高、原料无毒、价廉，适合环保和大规模开发；(5)化学稳定性好、制备简单等，作为锂离子动力电池负极材料，有望解决锂离子电池的快速充电性能和安全性能，具有良好发展和应用前景。结构与性能Li4Ti5O12具有尖晶石结构，空间群为Fd3m，其中O2－位于32e位置，构成FCC点阵，部分Li+位于四面体8a间隙中，剩余Li+和Ti4+位于八面体16d间隙中，因此，其结构式为:［Li］8a［Li1/3Ti5/3］16d［O4］32e，晶格常数a=0.836nm。当外来的Li+嵌入Li4Ti5O12的晶格时，这些Li+开始占据16c位置，而原来四面体8a位置的Li+也开始迁移到八面体16c位置，最后所有的16c位置都被Li+占据，形成了岩盐型结构的［Li2］16c［Li1/3Ti5/3］16d［O4］32e，所以其容量主要受可容纳Li+的八面体空隙的数量所限制。显然，八面体16d位置的Li+、Ti4+和Li+的脱嵌没有关系，只是四面体8a位置的Li+进入了八面体16c位置，所以原尖晶石结构嵌入Li+后并未改变格子常数，电极电势不变，其充放电过程的相转变可以用方程式［Li］8a［Li1/3Ti5/3］16d［O4］32e+xe－+xLi+→［Li1+x］16c［Li1/3Ti5/3］16d［O4］32e来表示。反应产物Li7Ti5O12为淡蓝色，由于出现Ti4+和Ti3+变价，其电子导电性较好，电导率约为10－2S/cm。