不同形貌Li4Ti5O12负极材料的研究进展

谢文俊，何雨石，廖小珍，马紫峰

（上海交通大学化学工程系，电化学与能源技术研究所，上海 200240）

进展与述评

不同形貌Li4Ti5O12负极材料的研究进展

谢文俊，何雨石，廖小珍，马紫峰

（上海交通大学化学工程系，电化学与能源技术研究所，上海 200240）

作为一种新型锂离子电池负极材料，Li4Ti5O12因具有“零应变”特性而广受关注。由于材料的形貌对性能有着直接的影响，因而 Li4Ti5O12的形貌控制成为研究热点之一。本文综述了包括纳米颗粒、纳米线、纳米棒、纳米纤维、纳米管、纳米片、薄膜以及多孔结构等不同形貌 Li4Ti5O12的制备方法和性能研究的最新进展，并对Li4Ti5O12的进一步研究进行了展望。

Li4Ti5O12；形貌；负极材料；锂离子电池

近年来，随着电动汽车的发展，锂离子电池作为新一代二次电池的代表而广受关注。而负极材料作为锂离子电池的一个重要组成部分，对电池性能起着关键的作用。目前商业化的负极材料主要是碳/石墨等碳基材料[1]，但其在高倍率下的安全性能有待提高，而且抗过充能力差，这使得其在电动车等领域的应用受限制。

Li4Ti5O12是具有缺陷的尖晶石结构，空间点阵群为 Fd3m，具有三维锂离子迁移网状通道，锂离子的扩散系数为 2×10－8cm2/s，比普通碳负极高一个数量级[2]。充放电程中，每个Li4Ti5O12分子可以嵌入3个锂离子，理论容量为175mAh/g[3]。Li4Ti5O12是一种“零应变”嵌入型电极材料，其具有循环性能稳定、抗过充性能好、热稳定性好以及安全性高等优点。但 Li4Ti5O12材料电导率（20℃时）仅 10－13S/cm[4]，高倍率性能不理想。由于不同的形貌对材料与电解液的接触面积，材料与导电剂、黏结剂的混合程度以及锂离子在材料中的扩散距离和速度等都有较大影响，因此很多研究者希望通过对Li4Ti5O12进行形貌修饰来改善其性能。本文对不同形貌Li4Ti5O12的制备方法进行了分析和评述。

1 Li4Ti5O12纳米颗粒

Li4Ti5O12颗粒随着粒径的减小，锂离子的迁移路径缩短，同时比表面积的增大使得电极材料和电解液接触面积增加，从而增加了锂离子脱嵌和电荷传递的面积，减小反应极化，而且在电极片制备过程中，Li4Ti5O12能够更均匀的与导电剂和黏结剂混合，增加电极导电性。

一般情况下，纯的尖晶石型Li4Ti5O12的形成需要经过一个高温长时间的煅烧过程，而在这个过程中很容易导致纳米颗粒的团聚。因此一些研究者通过降低煅烧温度或缩短煅烧时间来制备纳米Li4Ti5O12颗粒。Cheng等[5]以Li2CO3和TiO2为原料，LiCl作为熔融盐，在750 ℃时煅烧1 h即可得到晶型较好的高纯度Li4Ti5O12，平均粒径在100 nm左右。这种熔融盐法中由于加入的熔融盐在较低温时已成为液态，固液界面具有更大的有效反应面积，同时在液相中，反应物具有更大的扩散系数，从而提高反应动力学，进而可以降低反应温度缩短反应时间。Rahman等[6]也采用熔融盐法在 400 ℃时煅烧3 h就得到的Li4Ti5O12- TiO2混合物，比表面积高达76.43 m2/g，粒径只有几十纳米。

在高温煅烧之前，先将反应物球磨也可以减小产物的粒径，Wang等[7]采用球磨法制备了Li4Ti5O12颗粒，作者通过改变球磨时间获得了不同粒径的Li4Ti5O12颗粒，球磨时间从0 min增加到120min时，颗粒粒径从900 nm减少到150 nm，但是对颗粒形貌基本没有影响。材料的倍率性能随着粒径减小而增加，当放电倍率从1 C增加到10 C时，放电比容量衰减分别为47.4%（球磨时间0 min）、32.9%（球磨时间60 min）、23.4%（球磨时间120 min）。

用微波加热也可以代替高温煅烧过程合成纳米材料，微波的高能量快速加热可瞬间反应制备Li4Ti5O12，进而减少反应物团聚[8-9]。Li等[9]以Li2CO3和TiO2为原料，先用研钵将反应物充分混合，再在700 W功率下微波15 min就可制得粒径40～50 nm的Li4Ti5O12颗粒，在0.1 mA/cm2、0.4 mA/cm2条件下充放电，首次放电比容量分别可达162 mAh/g、135 mAh/g，颗料形貌见图1 。

图1 Li等[9]微波法制备得到的Li4Ti5O12颗粒

溶胶凝胶法是一种常见的纳米颗粒制备方法[10-16]。Venkateswarlu等[11]采用溶胶凝胶法成功制备出平均粒径39 nm的Li4Ti5O12颗粒，研究者以钛酸异丙酯和乙酸锂为原料，乙醇为溶剂，凝胶热处理温度为800 ℃。得到的Li4Ti5O12以金属锂为对电极，充放电截止电压为0.01～1.75 V时，在0.1 C倍率下充放电比容量分别高达 242 mAh/g、255 mAh/g。充放电截止电压为1.0～2.0 V时，在0.2 C倍率下充电比容量仅为126 mAh/g。在溶胶凝胶过程中，加入螯合剂可以减慢凝胶速度，制得粒径更小、分布更均匀的材料。Hao等[12-15]分别以乙酸、柠檬酸、草酸、三乙醇胺为螯合剂，制备出不同粒径的Li4Ti5O12颗粒，其中以三乙醇胺为螯合剂时得到的平均粒径最小，约为80 nm。当充放电电流密度为 0.5 mA/cm2时，其首次放电比容量可达 170 mAh/g ，30次循环后仍可以保持在150 mAh/g。此外，在溶胶凝胶过程中，加入表面活性剂可以提高颗粒分散度，有效阻止颗粒在高温下的团聚。Jiang等[16]用 P123作为表面活性剂，以钛酸异丙酯和乙酸锂为原料采用溶胶凝胶法制备了高分散度的纳米Li4Ti5O12颗粒，对比未加P123所制备的Li4Ti5O12，虽然平均粒径都在60 nm左右，但是未加P123的Li4Ti5O12颗粒发生团聚，二次颗粒达12 μm，比表面积为2.2 m2/g，而加入了P123的Li4Ti5O12颗粒，团聚现象明显减弱，比表面积达11 m2/g。在高倍率电流情况下，加入 P123所制得的 Li4Ti5O12材料明显性能更好，以1 A/g电流密度进行充放电时，放电比容量是未加 P123所制得的 Li4Ti5O12材料的3倍。

通过在反应物中加入添加剂以减小高温反应时的颗粒团聚，也可以得到纳米 Li4Ti5O12颗粒。Matsui等[17]以乙酸锂和二氧化钛为原料，先研磨混合好后在500 ℃下预烧1 h，再加入苯基丙氨酸并球磨，最后在700 ℃下煅烧1 h，得到平均粒径为（70 ±10）nm，相纯度97%以上的Li4Ti5O12颗粒，其中加入的氨基酸在反应过程中阻止了—OH自发转化成桥连的—O—的过程，从而一定程度上阻止了产物颗粒在煅烧过程中的团聚。

除了对传统方法进行改进外，还有一些研究者采用新的方法合成纳米粒径的Li4Ti5O12颗粒。Kim等[18]采用多元醇法成功的制备了晶型较好，粒径分布在6～8 nm的Li4Ti5O12颗粒。作者以乙二醇为溶剂，钛酸异丙酯和超氧化锂为原料，在197 ℃条件下回流48 h，然后过滤再在100 ℃条件下干燥12 h，最后500 ℃条件下煅烧3 h得到Li4Ti5O12材料。这种方法克服了通常液相法合成纳米材料过程中可能遇到的晶型不完整或者晶粒较大的缺点。Ernst等[19]以钛酸异丙酯和丁醇锂为原料，采用火焰喷雾热解法直接制备出了纯度约为85%的Li4Ti5O12颗粒，粒径在7～30 nm。

纳米Li4Ti5O12颗粒虽然具有较好的倍率性能，但是其本身也存在着很多固有的缺陷：纳米Li4Ti5O12材料的环境适应能力相对较差。Allen等[20]研究表明由于半导体材料的颗粒间接触电阻会随着温度的降低而显著升高，纳米Li4Ti5O12颗粒会因为温度的降低使得颗粒间电荷传递成为速控步骤，从而导致其在低温环境下倍率性能低于粒径较大的Li4Ti5O12颗粒；纳米Li4Ti5O12颗粒由于具有更大的比表面积，表面活性点增加、活性增强，因此可能会与电解液发生反应导致不可逆比容量的增加；此外由于锂电池使用的隔膜通常具有微米级的孔径，因此脱落的纳米 Li4Ti5O12颗粒可能会穿过隔膜造成不可逆容量的增加。

2 Li4Ti5O12 纳米线/管/棒/纤维

一维纳米材料作为纳米材料重要组成部分，包括纳米管、纳米线、纳米棒、纳米纤维等不同形貌，其制备方法很多。但是现有的一维纳米形貌Li4Ti5O12的制备方法主要集中在以一维纳米钛氧化物为前体，通过离子交换得到。

Li等[21]分别以钛酸纳米管/纳米线为前体，将其置于氢氧化锂溶液中采用水热离子交换法制备出相应形貌的高纯度尖晶石型 Li4Ti5O12纳米管和纳米线，表面积分别高达237.6 m2/g和126.7 m2/g。研究表明水热离子交换时的温度和 pH值对材料的纯度起着关键的作用，当水热温度较低或 pH值较低时，即使延长水热时间也不能制备出纯相的Li4Ti5O12。Li等[22]将钛酸钠纳米管置于氢氧化锂溶液中，在超声条件下进行离子交换，再经过热处理得到 Li-Ti-O化合物纳米管。研究表明，随着热处理温度的增加，纳米管的结构慢慢消失，到600 ℃时，纳米管变成了纳米棒。但是通过这种方法制备的 Li-Ti-O化合物并不是纯相的尖晶石型Li4Ti5O12。

Li等[23]将自制的钛酸纳米棒放入氢氧化锂溶液中进行水热离子交换，再经热处理得到棒状结构Li4Ti5O12材料。文章考察了水热温度、氢氧化锂浓度以及热处理温度对产物的影响，研究表明，当水热温度过高，达到150 ℃时，棒状结构完全转变为颗粒状；当氢氧化锂浓度较低时，产物中会有TiO2杂质，而当氢氧化锂浓度过高时又会出现Li2TiO3；随着热处理温度的升高，材料结晶度变好，但是纳米棒表面会出现小颗粒；在水热温度为100 ℃，氢氧化锂浓度为0.8 mol/L，热处理温度为800 ℃条件下获得的Li4Ti5O12性能最好。以50 mA/g进行充放电，首次放电比容量为156.2 mAh/g，经过100次循环后容量仍有147.5 mAh/g，而以1600 mA/g大电流密度充放电时，放电比容量仍可达 133.8 mAh/g。

除上述离子交换法之外，Kim等[24]将自制的二氧化钛纳米线和乙酸锂混合，通过800 ℃热处理直接得到直径约为150 nm的Li4Ti5O12纳米线。Zhao等[25]以乙酸锂和锐钛矿型二氧化钛为原料，乙二醇为溶剂，采用改进水热法可直接得到纳米棒状结构。而 Lu等[26]以钛酸异丙酯和乙酰丙酮锂为原料，采用静电纺丝技术成功制备出由一维纳米纤维组成的三维结构Li4Ti5O12。

图2 Li等[21]制备的Li4Ti5O12纳米管/棒TEM图像

3 Li4Ti5O12纳米片

纳米片状结构具有较大的比表面积，能够很好地缩短锂离子的扩散距离，增加电极材料和电解液的接触，但是其稳定性较差，很多研究者制成了由纳米片组成的较为稳定的三维纳米结构。

Yang等[27-31]利用水热法成功制备出由纳米片组成的不同形貌Li4Ti5O12。他们以乙二醇作为溶剂，采用水热法制备出由纳米片组成的“花朵”状Li4Ti5O12[29]，每个花朵状结构直径约300～500 nm，由数片200 nm大、厚度几个纳米的纳米片构成。材料的电化学性能优异，在8 C倍率下，首次放电比容量仍可达165.8 mAh/g，经过100次循环后放电比容量仍有152 mAh/g。之后，他们通过先合成无定形钛酸，再以此为原料通过水热法和热处理成功制备了由纳米片组成的 Li4Ti5O12空心微球结构[30]，并对比了其与分散的 Li4Ti5O12纳米片的性能。结果表明：Li4Ti5O12空心微球因为具有很好稳定性和孔状结构，比表面积高达131.2 m2/g，而分散的Li4Ti5O12纳米片由于不稳定会发生团聚，比表面积较小，只有 104.3 m2/g；在高倍率条件下，Li4Ti5O12空心微球具有更高的容量，在50 C倍率下稳定的放电比容量仍高达 131 mAh/g。此外，还可以直接以钛酸异丙酯和氢氧化锂为原料，通过水热法制备出层状结构水合钛酸锂（HLTO），再经热处理获得了由纳米片组成的锯齿状结构的Li4Ti5O12[31]，得到的材料具有非常好的倍率和循环稳定性能，在57 C倍率下进行200次循环后可逆容量仍有132 mAh/g。

片状 Li4Ti5O12的制备大多都是以钛酸异丙酯为原料，而Lai等[32]则以硫酸氧钛为原料，通过水热法得到纯尖晶石型Li4Ti5O12，纳米片厚度在十几个纳米，随机的组合在一起，并没有形成特殊的形状。材料具有很好的倍率性能，以1.1 C进行充放电时，容量只有 147.3 mAh/g，但是电流密度增加至11.1 C时仍有128 mAh/g。这种材料的高倍率充放电性能不仅与其高比表面积和良好的导电性能有关，而且其具有的片状结构在充放电时的法拉第电容效应也有利于增加其大电流充放电性能。此外片状结构Li4Ti5O12一般都是通过水热法制备而成，而Sato等[33]则先制备出 (Ti0.91O2)－0.36片状结构，再通过离子交换得到片状结构的Li4Ti5O12。

图3 Chen等[31]制备的Li4Ti5O12材料TEM图像

4 Li4Ti5O12薄膜

由于薄膜电池相对于常规电池具有设计简单、易于微型化等特点，其发展倍受关注。作为一种极具应用前景的Li4Ti5O12材料，其薄膜的研究也因此越来越受重视。目前常见的Li4Ti5O12薄膜制备方法包括磁控溅射[34]、脉冲激光沉积[35]、静电喷雾沉积[36]、旋转涂布[37]等方法。

Wang等[34]以Au/Ti/SiO2/Si为基底，采用磁控溅射的方法成功制备了有着多孔柱状结构的薄膜。研究发现，金作为集流体以及Li4Ti5O12和基底的缓冲层，其择优取向对Li4Ti5O12晶型的生长起着非常重要的作用；磁控溅射过程中，沉积的温度不仅影响着Li4Ti5O12的结晶度，还对其表面形貌有着重要影响，沉积温度为 700 ℃条件下得到的 Li4Ti5O12薄膜厚度约为230 nm，表面粗糙，有着很好的结晶度，在低电流密度下充放电，首次放电比容量接近理论容量。Li等[35]以Pt/Ti/SiO2/Si为基底采用脉冲激光沉积和热处理成功制备了Li4Ti5O12薄膜，考察了不同热处理温度下薄膜的形貌和电化学性能。研究发现，随着热处理温度的增加，粒径逐渐增大，将导致无序孔结构增加，从而促进了电解液和电极的接触，有利于锂离子的嵌入脱出，但是粒径的增大会增加锂离子的脱嵌路径以及电荷传递的阻力，同时由于锂离子嵌入脱出过程中的机械应力增加，也会削弱薄膜和基底的结合程度。综合这些因素，在 700 ℃下热处理得到的Li4Ti5O12材料具有最优的电化学性能，在0.59 C和3.45 C倍率下稳定的放电比容量分别可达157 mAh/g和146 mAh/g 。

图4 Li等[35]制备的Li4Ti5O12薄膜截面SEM图像

Yu等[36]以钛酸四丁酯和乙酸锂为原料，铂为基底，采用静电喷雾沉积的方法制备出多孔薄膜电极，电极材料中虽然未加入任何导电剂，但仍具有优异的电化学性能，在C/18倍率下首次放电比容量接近理论容量，稳定可逆容量可达150 mA/g，首次充放电后的每次循环库伦效率接近 100%。Rho等[37]先采用溶胶凝胶法制备出 Li-Ti-O溶胶，再通过反复的旋转涂布和热处理获得了约1μm厚的薄膜。作者采用循环伏安、交流阻抗、恒电位间歇滴定法3种不同的方法获得了锂离子扩散系数，分别为 10－11cm2/s、10－10～10－12cm2/s、10－11～10－12m2/s。

5 Li4Ti5O12多孔结构

5.1 Li4Ti5O12多孔微球

Jiang等[38]采用溶胶-凝胶法，以碳球为模板成功制备出具有微米尺寸、薄壁、大孔中空球状结构的Li4Ti5O12。研究发现薄的空心球壁缩短了锂离子扩散距离，有利于锂离子的快速嵌入和脱出，大量的孔结构增加了材料和电解液的接触面积，同时也能与导电剂充分混合提高导电性能，从而使材料具有很好的比容量和高倍率性能。在2.86 C和5.7 C倍率下第二次循环的放电比容量分别可达 151 mAh/g 和121 mAh/g，而且不同倍率下的循环性能都较好。Huang等[39]以 P123作为乳化剂，采用微乳液法制备出具有中空微球结构的Li4Ti5O12。空心球直径约为1 μm，由直径约为100 nm的纳米颗粒组成。电化学性能测试结果表明材料具有很好的高倍率和循环稳定性能，在20 C倍率下，稳定的放电比容量可达95 mAh/g，在2 C倍率下循环500次后，平均每次循环容量损失仅为 0.01%。多孔结构的制备通常需要加入模板或其他辅助剂，但 Tang等[40]采用溶剂热法，通过控制乙醇比例，在无模板和其它辅助剂的情况下制备出了具有介孔微球结构的Li4Ti5O12（图 5）。材料直径约为 300 nm，由直径20 nm左右的颗粒组成，孔径在5～10 nm左右，比表面积高达165.9 m2/g，孔容量达0.46 m3/g，振实密度只有0.81 g/m3。有很好的倍率和循环性能，分别在30 C和20 C倍率下循环200次后放电比容量仍有114 mAh/g和125 mAh/g。

图5 Tang等[40]制备的Li4Ti5O12空心微球

上述方法制备多孔结构 Li4Ti5O12都采用有机钛源为原料，而Shen等[41]则以直接以粒径约10 nm的锐钛矿型二氧化钛和氢氧化锂为原料，通过水热反应和热处理得到了含有少量 Li2TiO3的 Li4Ti5O12多孔微球结构，微球直径在4 μm左右，由粒径33 nm左右的颗粒组成，微球中孔径分布在2.6～30.3 nm，比表面积为57.3 m3/g（图6）。水热过程中多孔微球的形成过程大致为：氢氧根离子和水进入二氧化钛纳米颗粒的钛离子或者晶格氧之间形成钛氧的水合物，然后钛的水合物与锂离子形成过饱和粒子并沉淀在 TiOx表面，这样就形成了一个连续的 Li-Ti-O层结构，锂离子一直反应至消耗掉全部的二氧化钛。形成的 Li-Ti-O纳米颗粒具有非常高的表面能量，从而使得各个粒子互相团聚，进而形成了由小的纳米颗粒组成的大直径微球。大量的孔道结构给了锂离子与Li4Ti5O12足够大的接触面积，而且具有较短的离子扩散距离和电子传输距离，使得材料具有优异的电化学性能。在 20 C倍率下放电比容量仍有92.3 mAh/g，在2 C倍率下循环200次后，放电比容量仍可以达到初始容量的95.2%。

图6 水热法制备Li4Ti5O12空心微球结构的形成机理[41]

Ju等[42]采用喷雾热解法，以钛酸异丙酯和硝酸锂为原料，通过改变添加剂的量控制产物的形貌。研究表明，当有机物添加剂浓度过高或过低时都会出现中空球状Li4Ti5O12。而Hsiao等[43]则采用喷雾干燥法，通过直接改变原料粒径即可获得实心球状和多孔球状 Li4Ti5O12。研究表明：以直径为 21nm的二氧化钛为原料所制备的前体在热处理中会发生严重的团聚，变成粒径约 880 nm的实心球状Li4Ti5O12，而以直径210 nm的二氧化钛为原料所制备的前体在热处理过程中，粒径仅仅从210 nm增加到220 nm，形成了多孔球状Li4Ti5O12。

5.2 Li4Ti5O12三维有序多孔结构

Sorensen等[44]以聚甲基丙烯酸酯球为模板，以四氯化钛和草酸锂为初始原料，通过控制不同原料用量制备出了具有不同壁厚和孔隙率的微米尺寸三维有序大孔Li4Ti5O12。研究发现，前体填充量的不同没有改变构成管壁的纳米粒子粒径，但可以改变管壁厚度和孔隙率大小。管壁较薄的Li4Ti5O12具有更好的电化学性能，可能是其具有较大的孔结构，能提供与电解液更大的接触面积以及较短的锂离子迁移路径，同时管壁的小角晶界对导电性的提高也起着很重要的作用。但是该方法所制备的材料中含有少量Li2TiO3和TiO2。而Woo等[45]以聚苯乙烯为模板，结合溶胶凝胶成功制备了不含杂质相、80 μm厚的三维有序大孔Li4Ti5O12。

5.3 Li4Ti5O12其它多孔结构

Yuan等[46]以钛酸四丁酯为原料制备出硝酸氧钛，再加入硝酸锂、甘氨酸及活化的纤维素，之后在 80 ℃条件下干燥几个小时，将所得到的前体加热到250 ℃进行燃烧，最后进行热处理得到片状带孔结构的Li4Ti5O12。研究表明：燃烧产物需要经过高于 700 ℃的热处理才能得到纯相的 Li4Ti5O12材料。而Prakash等[47]以硝酸氧钛和硝酸锂为原料，甘氨酸为燃料，采用溶液燃烧法一步就获得了纯相的Li4Ti5O12，它具有由粒径20～50 nm的颗粒组成的多孔片状结构，孔直径大部分分布在150 nm～1.5 μm 之间（图 7）。材料具有很好的电化学性能，在 0.5 C和 100 C倍率下，首次容量可达 170 mAh/g和70 mAh/g，而且在不同倍率下均有良好的循环稳定性。

除以上形貌外，Zhao等[25]采用改进水热法，在90 ℃和常压下，以氢氧化锂和锐钛矿型二氧化钛为原料时，通过使用不同的溶剂制备出不同形貌的Li4Ti5O12；溶剂为乙二醇时可得到粒径约20 nm的颗粒，溶剂变为乙醇或异丙醇时则分别得到六角星形、花瓣状形貌。

6 结 语

图7 Prakash等[47]制备的多孔片状结构

目前，Li4Ti5O12纳米颗粒的制备方法很多，但是能真正进行工业化生产的却很少，而且纳米粒径Li4Ti5O12存在环境适应性较差和可逆容量损失较大等固有缺陷。一维形貌Li4Ti5O12能够很好的提高材料的倍率性能。但是其制备方法较少，一般需要采用相应形貌的钛氧化合物作为前体，通过离子交换获得。Li4Ti5O12纳米片单独存在不稳定，不过由纳米片构成的三维结构能够很好地解决稳定性问题，而且具有非常优异的高倍率性能，但是其振实密度较小。三维有序大孔形貌的Li4Ti5O12制备成本较高，难以将其商业化。Li4Ti5O12空心微球的制备方法很多，而且制备出材料的电化学性能优异，这种形貌是今后包括Li4Ti5O12在内许多电极材料的理想形貌。随着薄膜电池的研究越来越多，如何制备出高性能Li4Ti5O12薄膜也必将会越来越受关注。

总的说来，目前研究者对Li4Ti5O12进行形貌控制的主要目的是提高材料的倍率性能，但是为了能够满足材料在电动车用电池等领域的应用要求，应该加强对以下3个方面的研究：①为了满足电池能在不同温度环境下工作，必须加强Li4Ti5O12的温度适应性的研究，特别是低温性能；②能量密度和功率密度是电动车用电池的两个重要参数，如何做到同时提高Li4Ti5O12的能量密度和功率密度将是未来研究的方向；③为了材料的商业化应用，需要注重工艺的放大研究和低成本化研究。

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Research progress of Li4Ti5O12with different morphologies as anode materials

XIE Wenjun，HE Yushi，LIAO Xiaozhen，MA Zifeng
（Institute of Electrochemical and Energy Technology，Department of Chemical Engineering，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai 200240，China）

As a novel anode material for lithium ion battery，Li4Ti5O12has been widely studied for its“zero-strain insertion” effect. Morphologies have a great effect on the material properties. The morphology control of Li4Ti5O12has then become one of the highly energized research fields. In this article，the recent research progress in preparation methods and properties of Li4Ti5O12with different morphologies such as nanoparticals，nanorods，nanofibers，nanotubes，nanosheets，films and porous spheres are reviewed，and the future research directions are also prospected.

Li4Ti5O12；morphology；anode；Li-ion battery

TM 912.9

A

1000–6613（2011）10–2220–08

2011-03-16；修改稿日期2011-06-03。

国家 973计划（2007CB209705）、国家自然科学基金（21006063，21073120）及上海市科委项目（09XD1402400，10dz1202702）。

谢文俊（1987—），男，硕士研究生。联系人：马紫峰，教授，博士生导师。E-mail：zfma@sjtu.edu.cn。