鋰離子電池負極材料磷酸鈦鋰研究進展

葉嘉明，李昌明

（五邑大學智能制造學部，廣東江門529020）

鑒于全球能源危機和環(huán)境污染的日益嚴重，人們正積極尋找可代替的再生清潔能源。而太陽能、風能等能源間歇性的特征并不能穩(wěn)定應用，鋰離子電池作為綠色環(huán)保的能源，具有高能量密度、長的循環(huán)壽命和環(huán)境友好等優(yōu)點，得到人們的關注和大量研究。商業(yè)化應用廣泛的石墨負極，隨著快速充電技術的發(fā)展，已經(jīng)不能滿足發(fā)展需求。因此，具有NASICON結構的 LiTi2（PO4）3被認為是極具應用前景的負極材料之一［1-4］。

1 磷酸鈦鋰的結構與性能

NASICON 結構的 LiTi2（PO4）3屬于正交晶系，空間群R3c，具有三維空間晶體結構和沿著c軸開放的離子傳輸通道、穩(wěn)定平坦的放電平臺，相對于鋰電極的電極電勢約為 2.5 V。 LiTi2（PO4）3由于 P—O 強共價鍵的存在，而非范德華力的作用，使得其在Li+脫嵌狀態(tài)中有良好的穩(wěn)定性。此外，LiTi2（PO4）3轉(zhuǎn)變?yōu)?Li3Ti2（PO4）3的過程，可以額外容納 2 個 Li+，兩相轉(zhuǎn)變過程中主要由于Li+不同位點的重新排序，并沒有引起晶格結構改變，所以表現(xiàn)出較長的循環(huán)壽命和較高的安全性能［5］。 LiTi2（PO4）3的 2 個 TiO6八面體和3個PO4四面體通過共用頂點的氧原子連接，形成三維剛性骨架，Li+在晶體結構的三維通道中遷移，表現(xiàn)出優(yōu)越的離子電導率（2.0×10-6S/cm），其理論容量高達 138mA·h/g。

2 磷酸鈦鋰的制備

2.1 高溫固相法

以鋰鹽、TiO2、磷酸鹽為原料，按照一定的化學計量比均勻混合后，高溫煅燒一定時間制得目標產(chǎn)物，有時需要在保護氣氛下進行。該法方便實現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)，但是產(chǎn)物粒徑大小不易控制、分布不均勻、形貌不規(guī)則［6］。

X.H.Liu 等［1］以 Li2CO3、TiO2、NH4H2PO4為原料，按化學計量混合，在1 000℃、空氣下煅燒45 h得到LiTi2（PO4）3。以 LiMn0.05Ni0.05Fe0.9PO4為正極，在有機電解液中，0.2 mA/cm2電流密度下，初始放電容量接近103.9 mA·h/g。以飽和Li2SO4水溶液為電解液，同等電流密度下，初始放電容量為87 mA·h/g。當電流密度增加時，水性電解液的優(yōu)點顯著。當電流密度大于1.0 mA/cm2時，有機電解液倍率性能急劇下降，而水性電解液下降緩慢。

H.Wang 等［7］以 LiH2PO4、TiO2和 NH4H2PO4為原料，混合后在300℃下加熱使其水分和氨氣揮發(fā)，再在600℃下保溫24 h，最后在1 000℃下煅燒48 h生成 LiTi2（PO4）3。以 LiMn2O4為正極，5mol/LLiNO3溶液為電解液，組裝成全電池，容量約為45mA·h/g。

2.2 溶膠-凝膠法

將原料溶解在溶劑中，不斷攪拌得到混合均勻的溶液，經(jīng)水解、縮合反應得到穩(wěn)定的溶膠。溶膠在陳化時經(jīng)進一步縮聚反應得到凝膠，干燥凝膠后煅燒得到目標產(chǎn)物。相比高溫固相法，溶膠-凝膠法得到的產(chǎn)物具有粒徑均勻、純度高等優(yōu)點，但原料成本高、反應周期長等因素導致難以實現(xiàn)工業(yè)化。J.Y.Luo 等［8］以 Li2CO3、TiO2和 NH4H2PO4為原料，按一定化學計量與100 mL質(zhì)量分數(shù)為2%的聚乙烯醇（PVA）溶液混合?；旌衔镌?0℃下恒溫攪拌直至水分蒸發(fā)完全形成白色固體。產(chǎn)物在900℃氮氣氣氛下煅燒 12 h 生成 LiTi2（PO4）3。 在 0.1C 和 1C 下，放電容量分別為134 mA·h/g和125.5 mA·h/g。即使在10C倍率下，放電容量仍達到130 mA·h/g。

袁錚等［9］將PVA溶于去離子水中，按化學計量比加入 Li2CO3、TiO2和 NH4H2PO4，水浴加熱至 80℃攪拌形成凝膠，再在80℃下干燥24 h，研磨獲得前驅(qū)體。在900℃氬氣氣氛下煅燒12 h得到LiTi2（PO4）3/C復合材料。其首次放電容量為144 mA·h/g。20次循環(huán)后，充放電容量保持率分別為79.56%和76.39%。Li+在 LiTi2（PO4）3中脫嵌時的擴散系數(shù)分別為2.40×10-5cm2/s和 1.07×10-5cm2/s。

Z.Liu 等［3］將 6.8 g Ti（OC4H9）4溶于 45 mL 正丁醇中，同時將0.66 g CH3COOLi和3.45 g NH4H2PO4溶于150mL蒸餾水中，再逐滴滴入前者中，并在60℃下磁力攪拌2 h。隨后升溫至60℃干燥一夜得到干凝膠。研磨干凝膠并與瀝青按質(zhì)量比5∶3均勻混合，所得混合物的瀝青質(zhì)量分數(shù)為37.5%，之后混合物在850℃氬氣氣氛下煅燒12 h得到LiTi2（PO4）3/C復合材料。碳包覆的LiTi2（PO4）3微粒在水性電解液中表現(xiàn)出良好的倍率性能和長的循環(huán)壽命，1C倍率下，初始容量最高達到110 mA·h/g，120次循環(huán)后，容量保持率為93.5%。在10C倍率下，初始容量達到89.30 mA·h/g，120次循環(huán)后仍保持初始容量的97%。

V.Aravindan 等［10-13］和 N.Arun 等［14］將 0.96 g 金屬Ti溶于質(zhì)量分數(shù)為30%的H2O2和質(zhì)量分數(shù)為25%的氨水以體積比2∶1混合的溶液中，金屬Ti完全溶解后，加入 3.84 g檸檬酸、3.45 g NH4H2PO4和0.42 g LiOH·H2O并不斷攪拌，再逐滴加入乙二醇（EG）至上述溶液。在80℃下保溫2 h使其完成酯化。將溫度進一步提高到140℃得到凝膠。凝膠前驅(qū)體在325℃下熱分解2 h得到黑色中間粉末，再在1 000 ℃空氣下煅燒 24 h 得到 LiTi2（PO4）3。球磨后加入適量的葡萄糖作為碳源，在800℃氬氣氣氛下煅燒2 h使其碳化包覆在LiTi2（PO4）3上。 在15mA/g電流密度下，初始放電容量為117mA·h/g。在150mA/g電流密度下分別循環(huán) 50、100、150、200次后，放電容量分別為 87、82、80、78 mA·h/g。以 LiMn2O4為正極，組裝成全電池。在150 mA/g下，初始充放電容量分別為121 mA·h/g和103 mA·h/g。 循環(huán)200次后，放電容量仍為初始容量的72%。相對于低電位的LiC6負極材料，LiTi2（PO4）3首次作為正極材料使用，在0.05 mA/cm2電流密度下，充放電容量分別為113 mA·h/g和 108 mA·h/g。 在 1 mA/cm2電流密度下循環(huán)100次后，放電容量仍保持初始容量的78%。

對比上述同類研究，采用TiO2為鈦源得到的目標產(chǎn)物其電化學性能優(yōu)于使用Ti（OC4H9）4和金屬Ti作為鈦源的產(chǎn)物。

2.3 水熱法

將原料按一定化學計量比置于水熱反應釜中混合，以水為溶劑。因使用密閉容器進行反應無需惰性氣體保護，在高溫、高壓環(huán)境下合成目標產(chǎn)物，產(chǎn)物晶型和粒徑易于控制，相對于高溫固相法反應溫度低。 Y.Yue 等［15］首次利用水熱法制備 LiTi2（PO4）3。 以Li2O、TiO和P2O5為原料，按照一定物質(zhì)的量比放入水熱反應釜內(nèi)混合，在250℃下保溫5～7 d獲得立方形態(tài)的產(chǎn)物。 Y.Liang 等［16］以 LiOH、H3PO4和 Ti為原料，一片鉭片為基板。探究了水熱法反應溫度180～220℃和反應時間6～48 h下得到的產(chǎn)物形貌。在220℃下保溫達到24 h就可獲得無晶須群立方相的LiTi2（PO4）3。

上述2種水熱法制備的 LiTi2（PO4）3都未進行電化學性能研究。研究表明，隨著保溫時間的延長，產(chǎn)物粒徑增大，產(chǎn)物最大顆粒接近50 μm，其電子導電性較差，但水熱法可以生成單一晶型的產(chǎn)物，通過后續(xù)工藝納米化可以有效改善電子電導率。

2.4 溶劑熱法

溶劑熱法與水熱法反應原理相同，將水熱法中的水溶劑替換成有機溶劑或水和有機溶劑的混合物［17-18］。H.K.Roh 等［19］將氧化還原石墨烯薄片（rGO）在超聲作用30 min下，分散至100 mL二甘醇（DEG）中，在攪拌情況下加入 0.42 mL Ti（OC2H5）4至分散溶液中。將40 mL上述溶液移至反應釜中，隨后加入5 mL 2 mol/L LiOH 和 4 mL 3 mol/L NH4H2（PO4）3溶液?；旌衔镆浦廖⒉t中處理，反應產(chǎn)物經(jīng)過醇洗和水洗數(shù)次后冷凍干燥24 h，將前驅(qū)體在800℃氬氣氣氛下煅燒10 h獲得 LiTi2（PO4）3/rGO復合材料。0.1C倍率下，可逆容量為138 mA·h/g。1C倍率下循環(huán)100次，比容量仍達到98.76 mA·h/g，為初始容量的93.2%，庫倫效率接近99.8%。在50C倍率下，放電比容量為49 mA·h/g。

S.Yu 等［5］將 Ti（OC3H7）4逐滴滴入氨水溶液中，并不斷攪拌直至生成沉淀。用去離子水洗滌干凈沉淀后，將沉淀移至去離子水和乙醇體積比為4∶1的混合溶液中。在60℃劇烈攪拌下，將草酸溶液加入混合物中以產(chǎn)生 H2［TiO（C2O4）2］透明溶液，再緩緩加入LiCOOCH3和NH4H2PO4溶液。將制備好的溶液通入氬氣30 min，以相同的過程制備2組。一組移至反應釜中，先80℃保溫3 h，隨后升溫至150℃保溫24 h，最后180℃保溫48 h；另一組作為對比組，溶液在80℃下攪拌，在140℃下蒸發(fā)4 h，生成白色粉末前驅(qū)體。再將前驅(qū)體在800℃氬氣氣氛下煅燒得到目標產(chǎn)物，采用溶劑熱法制備的產(chǎn)物，初始放電容量為133.8 mA·h/g，1C倍率下循環(huán)50次后，放電容量為107.6 mA·h/g。而采用溶膠-凝膠法得到的產(chǎn)物包含更大的團聚體，初始放電容量為123.7 mA·h/g，1C倍率下循環(huán)50次后，放電容量為90.2 mA·h/g。研究表明，溶劑熱法制備的產(chǎn)物具有均勻的紡錘狀的微觀結構，表現(xiàn)出比采用溶膠-凝膠法制備的產(chǎn)物更優(yōu)的電化學性能。

2.5 共沉淀法

將原料溶解在溶劑中，不斷攪拌得到混合均勻的溶液，生成沉淀后固液分離，將沉淀物煅燒后得到目標產(chǎn)物。產(chǎn)物具有顆粒粒徑小、粒度分布均勻等優(yōu)點。J.Sun 等［20］將 2.1 mL Ti（OC4H9）4加入丁醇和乙醇體積比為1∶1的混合溶液中，隨后逐滴滴入10 mL含0.26 g LiOH的水溶液和1.48 mL 50%（質(zhì)量分數(shù)）的植酸并持續(xù)攪拌?；旌衔镌谑覝叵聰嚢? h，過濾溶液收集沉淀。將沉淀用乙醇沖洗后干燥，干粉末在750 ℃空氣下煅燒 4 h 獲得 LiTi2（PO4）3。

2.6 纖維模板法

纖維模板法需要結合溶膠-凝膠法，得益于模板法制備的材料其形貌與模板保持一致。李淑瑜等［21］在雙氧水和濃氨水的混合溶液中加入鈦酸異丙酯，再加入檸檬酸作為絡合劑。均勻攪拌后，再加入LiOH和NH4H2PO4水溶液，最后加入少量乙二醇，80℃加熱得到凝膠前驅(qū)體。再將凝膠前驅(qū)體配置成水溶液并放入絲綢布，浸潤的絲綢布在氮氧混合氣體下煅燒成柔性的磷酸鈦鋰和碳的復合物。在0.1C放電倍率下，首次充電容量可達109 mA·h/g，100次循環(huán)后保持63.3%的容量。

2.7 靜電紡絲法

靜電紡絲是制備納米纖維材料的重要方法。高分子溶液帶電后在靜電場中流動變形，經(jīng)溶劑揮發(fā)后固化，從而得到纖維材料。產(chǎn)物具有表面積大、高長徑比可減少Li+遷移距離等優(yōu)點。L.Liu等［22］按化學計量稱取 CH3COOLi、P2O5、Ti（OC3H7）4和 C16H36Sn，與0.3 g聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶解在7 mL乙醇中并在50℃下攪拌一夜得到淡黃色透明溶液。將溶液裝入聚四氟乙烯注射器中，20 kV電壓與針頭連接，收集前驅(qū)體纖維的氧化鋁箔接地。將前驅(qū)體纖維在700℃氬氣氣氛下煅燒 6 h得到 LiTi2-xSnx（PO4）3/C復合材料。當Sn4+摻雜x=0.2時，電極表現(xiàn)出最優(yōu)的電化學性能。在20 mA/g電流密度下，初始放電容量為 116.2 mA·h/g。 在 1、2、4、6 A/g 電流密度下，比容量分別為 104、102、100、94 mA·h/g。 即使在 600C 充電倍率下，比容量仍保持66.2%。

3 磷酸鈦鋰的改性

3.1 碳包覆

Z.Zhou 等［23］用溶膠-凝膠法制備前驅(qū)體，以酚醛樹脂和氧化石墨烯為碳源，前驅(qū)體在750℃、體積比為 95∶5的氬氫混合氣氛下煅燒 5 h得到 LiTi2（PO4）3/C/石墨烯復合材料。以 LiMn2O4為正極，2 mol/L Li2SO4溶液作為電解液。在0.2C和5C倍率下，初始放電容量分別為107.6 mA·h/g和101.1 mA·h/g。在10C和20C倍率下，放電容量分別為80.8 mA·h/g和62.1 mA·h/g。在0.2C倍率下循環(huán)200次后和5C倍率下循環(huán)1 000次后，相比未用石墨烯包覆的LiTi2（PO4）3/C電極，容量保持率分別提升了 15.8%和19.1%。鋰離子擴散系數(shù)為4.9×10-8cm2/s。

Z.He等［24］用溶膠-凝膠法制備前驅(qū)體，以酚醛樹脂為碳源，以尿素為氮源，前驅(qū)體在700℃氬氣氣氛下煅燒5 h得到氮摻雜碳包覆的LiTi2（PO4）3復合材料。當尿素加入量為15%（質(zhì)量分數(shù)）時，電化學性能最佳。以LiMn2O4為負極，飽和Li2SO4溶液作為電解液。在1C、10C和20C倍率下，放電容量分別為111.4、93.7、74.2 mA·h/g。在 5C 倍率下循環(huán) 1 000 次后，放電容量保持84.3%。電子電導率為3.4×10-3S/cm。

J.Sun等［20］用共沉淀法制備的前驅(qū)體，以植酸作為碳源，前驅(qū)體在750℃氮氣氣氛下煅燒4 h獲得LiTi2（PO4）3/C 復合材料。 在 0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C和5C倍率下，放電容量分別為143.4、131.6、126.2、125.6、124.3、116.9、92.5 mA·h/g。即使在 5C 和 20C倍率下循環(huán)1 000次，放電容量仍達116.9 mA·h/g和 80.4 mA·h/g。

W.Sun等［25］用水熱法制備前驅(qū)體，以葡萄糖作為碳源，二甲基乙醇胺（DMEA）作為獲得新型納米結構的誘導劑。在葡萄糖和DMEA的作用下，將前驅(qū)體在800℃煅燒得到具有層狀結構的LiTi2（PO4）3/C復合材料。0.2C倍率下，放電容量127 mA·h/g。循環(huán)100 次后，放電容量仍達 121 mA·h/g。在 1C、5C、10C和 20C 倍率下，比容量分別為 114、104、95、84mA·h/g，當回到1C時，仍然保持113 mA·h/g的高容量。10C下循環(huán)1 000次，比容量為90 mA·h/g。

申亞舉［26］和趙平等［27］分別用溶膠-凝膠法制備LiTi2（PO4）3，以聚乙烯醇（PVA）為碳源，探討了不同碳源分散方式。在4C倍率下，初始放電容量為123 mA·h/g，充放電循環(huán)200次容量保持率在85%以上。與上述同類研究相比，采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的碳源分散方式比噴霧干燥、攪拌加熱和化學氣相淀積（CVD）技術的電化學性能更優(yōu)，碳包覆層更均勻。以酚醛樹脂、石墨烯、植酸和葡萄糖作為碳源，都比未進行碳包覆的材料表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)性能和放電容量。但相對于其他研究，以植酸作為碳源其放電容量和循環(huán)性能都更好。

3.2 元素摻雜

N.Bounar 等［28］用高溫固相法對 LiTi2（PO4）3進行 Sn4+摻雜。 以 LiCO3、（NH4）2HPO4、TiO2和 SnO2為原料，按照適當?shù)幕瘜W計量混合，1 200℃煅燒36 h生成 LiTi2-xSnx（PO4）3。 在 100 ℃下，當 Sn4+摻雜x=0.6時，離子電導率最高為2.17×10-4S/cm。研究表明，Sn4+摻雜的 LiTi2（PO4）3結構性能的影響表現(xiàn)為晶胞參數(shù)的線性變化，空間群R3c并未改變。

H.Wang 等［29］用溶膠-凝膠法對 LiTi2（PO4）3進行 F-摻雜。 以 CH3COOLi、Ti（OC4H9）4、H3PO4、LiF 為原料，按一定物質(zhì)的量比配制溶液，形成凝膠后經(jīng)煅燒生成 LiTi2（PO4）3-xFx。 當 F-摻雜為x=0.12 時，其電化學性能最佳。在有機電解液中，2C、10C、20C和40C 倍率下，放電容量分別為 117.2、111.8、104.2、86.0 mA·h/g。在水性電解液（2 mol/L Li2SO4水溶液）中，能量密度為66.7 W·h/kg和55.2 W·h/kg，功率密度分別為403.3 W/kg和1 517.4 W/kg。即使功率密度達到2 794.2 W/kg，能量密度也高達43.7 W·h/kg。

Z.He 等［30］用溶膠-凝膠法制備 Sn4+摻雜的LiTi2-xSnx（PO4）3/C 復合材料。當 Sn4+摻雜x=0.3 時，表現(xiàn)出優(yōu)秀的電化學性能。以LiMn2O4為負極，飽和Li2SO4溶液作為電解液，在0.2C、6C和20C倍率下，放電容量分別為 118.9、115.3、104.2 mA·h/g。10C 倍率下循環(huán)1 000次后，容量保持率為76.8%。

N.Liu 等［31］采用溶膠-凝膠法制備 Na+摻雜的Li1-xNaxTi2（PO4）3/C 復合材料。 當 Na+摻雜x=0.03 時，表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能。以LiMn2O4為負極，2 mol/L Li2SO4溶液作為電解液。在0.2C和15C倍率下，放電容量為98.5 mA·h/g和45 mA·h/g。在2C倍率下循環(huán)300次，放電容量保持率為90.4%。鋰離子擴散系數(shù)為8.9×10-8cm2/s，復合材料由于摻雜適當?shù)腘a+擴大了晶格的體積，為Li+脫嵌提供更寬的傳輸通道。

Q.Ma 等［32］采用溶膠-凝膠法對 LiTi2（PO4）3進行Al3+摻雜。 將 1 120 g Ti（OC3H7）4加入到 7 L 去離子水中并攪拌，立即形成Ti（OH）4沉淀，沉淀物經(jīng)過過濾和洗滌后轉(zhuǎn)移到空燒杯中。在燒杯加入3 L去離子水，再加入700 mL質(zhì)量分數(shù)為65%的硝酸。當清澈的TiO（NO3）2溶液形成時，將1 725 g檸檬酸加入到溶液中。隨后加入271.7 g LiNO3和492.7 g Al（NO3）3·9H2O，待溶解后加入 906.6 g NH4H2PO4形成溶膠。繼續(xù)攪拌1 h后形成凝膠。干凝膠在850℃下煅燒 3 h 得到 1 000 g Li1.5Al0.5Ti1.5（PO4）3。 在干燥的氬氣下測得其離子電導率為6.9×10-4S/cm。

G.F.Ortiz等［33］采用溶膠-凝膠法對 LiTi2（PO4）3進行Ca2+和 Fe3+摻雜。按化學計量將 LiH2PO4、NH4H2PO4、Fe（NO3）3和 CaHPO4溶解在去離子水中。 Ti（OC3H7）4加入50 mL乙醇中，前者溶液逐滴加入后者溶液中，蒸發(fā)溶劑得到前驅(qū)體，再在750℃空氣下煅燒10 h得到 Li1.2+xTi1.9-xFexCa0.1（PO4）3。當 Fe3+摻雜x=0.1 時，室溫下電導率最高為3.3×10-6S/cm。

P.Zhang 等［34］采用溶膠-凝膠法對 LiTi2（PO4）3進行Al3+和 Fe3+摻雜。 按化學計量將 Ti（OC4H9）4溶解在乙二醇中，再加入0.2mol/L檸檬酸水溶液，在120℃下磁力攪拌12 h獲得均勻溶液。制備完凝膠后，按化學計量將 LiNO3、Al（NO3）3·9H2O、Fe（NO3）3·9H2O和NH4H2PO4加入凝膠溶液中。檸檬酸與Li+、A13+、Fe3+、Ti4+的物質(zhì)的量比為 4∶1。 待形成均勻溶液后，凝膠在170℃保溫數(shù)小時，以使水分蒸發(fā)、促進酯化和聚合。凝膠前驅(qū)體在500℃下加熱4 h使有機物和磷酸鹽完全分解，樣品研磨后在1 040℃下燒結7 h得到 Li1+x+yFexAlyTi2-x-y（PO4）3。 當 Fe3+和 Al3+摻雜x=0.25、y=0.15時，在干燥箱室溫存儲一個月后，再在25℃下測得總電導率最高為1.01×10-3S/cm。

研究表明使用 Sn4+、F-、Na+、Al3+、Ca2+、Fe3+摻雜的LiTi2（PO4）3，都提高了材料的電子電導率，其中 Al3+和Fe3+共摻雜使其電導率提高最明顯。相比碳包覆，使用 F-摻雜的 LiTi2（PO4）3放電容量更高。 L.Liu等［22］、N.Bounar 等［28］和 Z.He 等［30］都使用 Sn4+摻雜，但最佳摻雜量存在差異，這可能是實驗條件不同和環(huán)境因素的影響。

4 存在的問題和前景展望

在制備方法方面，雖然實驗室用高溫固相法合成LiTi2（PO4）3首次放電容量高，但容量衰減迅速，需要進行碳包覆。高溫固相法生成的產(chǎn)物具有粒徑大小難以控制、形貌不規(guī)則等缺點。目前，用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)仍采用高溫固相法，但面臨產(chǎn)品性能下降和一致性差等問題。因此溶膠-凝膠法成為近年的研究熱點，由于溶膠-凝膠法能制備粒徑大小均勻的目標產(chǎn)物，且產(chǎn)物循環(huán)性能和放電容量優(yōu)異，這種方法不僅適用于已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)的磷酸鐵鋰，同樣適用于處于實驗室階段的磷酸鈦鋰，有望成為可用于工業(yè)生產(chǎn)的方法。而水熱法和溶劑熱法需要耐高溫、高壓設備且反應時間長，難以實現(xiàn)工業(yè)化。靜電紡絲法制備的LiTi2（PO4）3比容量低于溶劑熱法和溶膠-凝膠法制備的產(chǎn)物，但其600C超大倍率充電能力為發(fā)展快速充電的新能源汽車提供了基礎。

在改性方法方面，目前主要用碳包覆和摻雜的方法改性LiTi2（PO4）3。碳包覆對提高初始放電容量、循環(huán)性能和大倍率放電容量有很大的作用，但不同的碳源和碳源分散方式對包覆效果都不同。通過金屬陽離子摻雜改性主要使其電子電導率大幅度提高，但會犧牲材料的放電容量，而通過陰離子F-摻雜可以保證材料放電容量高。不同的實驗條件和環(huán)境因素等都對最佳摻雜量有影響，因此結合多種不同的方法改性，可以達到材料最佳的電化學性能。

LiTi2（PO4）3在水性電解液中也能展現(xiàn)出良好的電化學性能。隨著研究的深入，憑借快速充電能力、柔性電極和水系鋰離子電池的特點，將成為最具有應用前景的電極材料之一。