钛酸锂

发布时间：2025-08-02

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1. 基本性质

- 分子式与分子量：钛酸锂的化学式为Li4Ti5O12，分子量为459.1448。

- 外观与密度：钛酸锂通常以白色粉末的形式存在，其密度为3.42 g/cm³（在25℃下）。

- 熔点：钛酸锂的熔点范围为1520至1564℃。

- 水溶性：钛酸锂不溶于水。

2. 晶体结构

- 尖晶石型结构：钛酸锂属于AB2X4系列的尖晶石固溶体，其空间点群为Fd3m，晶胞参数a为0.836nm。

- “零应变”特性：在充放电过程中，钛酸锂的晶格常数和体积变化非常小（小于1%），这使得其循环性能和使用寿命大大增强。

3. 电化学性质

- 理论比容量：钛酸锂的理论比容量为175 mAh/g，实际比容量通常大于160 mAh/g。

- 电压平台：其放电平台可达1.55V，且非常平坦。

- 高倍率性能：由于其高的锂离子扩散系数（2 *10^-8 cm²/s），钛酸锂能够实现高倍率充放电。

- 安全性：钛酸锂电势比纯金属锂高，不易产生锂晶枝，从而保障了锂电池的安全性。

4. 环境影响

- 生态毒性：钛酸锂对环境有轻微有害作用，不能未经处理就排入地下水或污水系统。

- 安全使用：在皮肤和眼睛上可能引起发炎，因此需要避免接触，并需在通风良好的地方使用。

GHS分类

- GHS危险性类别：根据全球协调系统（GHS），钛酸锂不被分类为危险物质。

安全术语

- S22：切勿吸入粉尘。

- S26：不慎与眼睛接触后，请立即用大量清水冲洗并征求医生意见。

- S36/37/39：穿戴适当的防护服、手套和护目镜。

- S38：通风不良时，须佩戴适当的呼吸器。

风险术语

- R20：吸入有害。

- R36/37/38：对眼睛、呼吸系统和皮肤有刺激作用。

急救措施

- 吸入：将患者移至新鲜空气处，如呼吸停止，进行人工呼吸。

- 皮肤接触：用肥皂和大量水清洗。

- 眼睛接触：用水冲洗眼睛作为预防措施。

- 食入：切勿给失去知觉者通过口喂任何东西，用水漱口。

消防措施

- 灭火介质：根据当时情况和周围环境采用适合的灭火方法及灭火剂。

- 特别危害：该物质本身不燃烧。

- 消防员建议：如必要，戴自给式呼吸器救火。

泄漏应急处理

- 作业人员防护措施：避免粉尘生成，避免吸入蒸气、烟雾或气体。

- 环境保护措施：不要让产品进入下水道。

- 泄漏化学品收容处理方法：扫掉和铲掉，放入合适的封闭容器中待处理。

废弃处置

- 按照当地法规和政府许可进行处理，不得随意排放到环境中。

安全数据表（SDS）

- 模块1：化学品标识符、产品名称、分子式等基本信息。

- 模块2：危险性概述，包括GHS分类和标签。

- 模块4：急救措施，详细说明如何处理不同接触途径的紧急情况。

- 模块5：消防措施，提供灭火方法和注意事项。

- 模块6：泄露应急处理，指导如何应对泄漏事故。

- 模块7：操作处置与储存，提供安全操作和存储的建议。

- 模块8：接触控制和个体防护，列出最高容许浓度和推荐的个体防护设备。

- 模块13：废弃处置，说明如何正确处理废弃物。

1. 纯度：高纯度的钛酸锂是确保电池性能的基础，通常要求钛酸锂的纯度在99%以上。高纯度能够减少杂质引起的副反应，提高电池的稳定性和循环寿命。

2. 粒径分布：粒径及其分布直接影响钛酸锂的比表面积和反应界面。常见的粒径分布指标包括D10、D50和D90，分别指累积分布为10%、50%和90%时的粒径大小。例如，D50为1.44微米，表明样品中有一半的粒径小于这个值，这有助于优化电极的制备工艺。

3. 振实密度：振实密度是指粉末在规定条件下振实后的密度，通常以g/ml为单位。较高的振实密度可以提升电池的能量密度，一般钛酸锂的振实密度在1.68 g/ml左右。

4. 电化学性能：首次容量和首次效率是衡量钛酸锂电化学性能的重要指标。首次容量表示钛酸锂在首次充放电过程中的实际比容量，如166.34 mAh/g。首次效率则表示首次充电与放电容量的比率，例如98%，反映了材料的库伦效率。

5. 物理稳定性：钛酸锂的结构稳定性也是其重要质量指标之一。由于钛酸锂具有“零应变”特性，其在锂离子嵌入和脱出时体积变化很小（<1%），这种结构稳定性使得钛酸锂电池在长期使用中能够保持良好的循环性能。

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