1尖晶石相钛酸锂，快充堪称奇
作为锂离子电池新型负极材料之一，尖晶石相钛酸锂（Li4Ti5O12）在锂离子嵌入和脱嵌过程中，晶格常数变化不到1%，晶体结构能够保持高度稳定性，被称为“零应变”电极材料，能够避免充放电循环中由于电极材料的体积变化而导致的结构破坏，从而很提高了电极的循环性能和使用寿命。

钛酸锂具有尖晶石结构，可提供锂离子快速运动的三维通道，锂离子的扩散系数比常规的碳材料大一个数量级；此外，钛酸锂具有更高的电位（比金属锂的电位高1.55V），表面不易生成半透膜（SEI膜）和锂枝晶；因此，相对于广泛使用的碳负极材料来说，钛酸锂负极材料可实现更快的充放电速度及承受更大的充电电流。据悉用钛酸锂做电极材料的电动公交，可以在6-10分钟充满电。

2掺杂镁铝何所至，衍射谱图有秘密
钛酸锂虽然具有一系列优异特性，但本身的导电性能很差，大电流放电易产生较大极化，因此业内通常采用掺杂的方式，如用Mg2+等2价金属取代Li+离子以提高其导电能力。

图1为某掺Mg钛酸锂样品的衍射谱图及物相鉴定结果，并标出了各衍射峰的衍射指数。衍射谱图中峰形尖锐，说明结晶良好。物相鉴定显示为纯相的尖晶石结构，没有明显的杂质相衍射峰，这表明样品中Mg掺杂以固溶体的形式存在。

3晶粒尺寸亦有义，全谱精修能解析
使用MAUD软件对上述数据进行Rietveld精修，依次调整标度因子、背景函数、晶格常数、峰形参数、原子坐标、温度因子等参数，使得计算谱与实测谱基本重合。图2给出了掺镁钛酸锂材料的全谱拟合结果。可以看出，整体拟合较好，误差线较为平直。

精修完成后，从MAUD软件可以直接读出晶粒尺寸为93nm。有研究表明，钛酸锂晶粒尺寸与快速充放电性能亦密切相关，晶粒越细小，锂离子嵌入反应路径短，越有利于大电流充放电。类似的步骤可以用于钛酸锂电极材料的研发和质量控制工作。

文章来源：公众号岛津中国，整理自网络旨在分享若涉版权问题请联系021-33587030删除。谢谢！