钛酸锂英文解釋翻譯、钛酸锂的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【機】 lithium titanate

【化】 metatitanic acid; titanic acid

lithium
【化】 lithii
【醫】 Li; lithium

钛酸锂（Lithium Titanate），化學式為 Li₄Ti₅O₁₂，是一種重要的無機化合物，在材料科學和電化學領域，尤其是锂離子電池技術中扮演着關鍵角色。以下從漢英詞典角度對其詳細解釋：

一、基本定義與化學特性

中文：钛酸锂
英文： Lithium Titanate (Li₄Ti₅O₁₂)
化學式： Li₄Ti₅O₁₂
結構：屬于尖晶石結構（Spinel Structure）。在這種結構中，锂離子（Li⁺）占據四面體間隙（8a位），部分锂離子和钛離子（Ti⁴⁺）共同占據八面體間隙（16d位），氧離子（O²⁻）構成面心立方密堆積骨架。這種獨特的結構為其帶來了優異的電化學性能，特别是作為锂離子電池負極材料時。
特性：钛酸锂以其極高的循環穩定性、優異的安全性能（高工作電壓平台避免锂枝晶析出）、出色的快充能力（高倍率性能）、寬工作溫度範圍以及被稱為“零應變材料”的特性（充放電過程中晶體結構體積變化極小，小于1%）而聞名。

二、核心應用領域钛酸锂最核心和廣泛的應用是作為锂離子電池的負極材料：

工作原理：在電池充放電過程中，锂離子在钛酸锂負極和正極材料（如磷酸鐵锂 LiFePO₄、鎳钴錳酸锂 NMC 等）之間可逆地嵌入和脫出。钛酸锂負極的充放電反應通常表示為： $$ text{Li}_4text{Ti}5text{O}{12} + 3text{Li}^+ + 3e^- rightleftharpoons text{Li}_7text{Ti}5text{O}{12} $$ 該反應發生在約 1.55 V (vs. Li⁺/Li) 的平坦電壓平台。
應用場景：得益于其卓越的安全性和長壽命，钛酸锂電池（LTO電池）特别適用于對安全性和循環壽命要求極高的場景，例如：
- 電動公交車、城市軌道交通等大型電動車輛。
- 電網儲能（調頻、備用電源）。
- 啟停系統用汽車電池。
- 對快充有強烈需求的領域（如電動工具、某些特種設備）。
- 極端溫度環境下的應用。

三、優勢與局限性

主要優勢：
- 超長循環壽命：可達數萬次，遠超石墨負極電池。
- 卓越安全性：高工作電壓避免锂沉積，熱穩定性好，不易熱失控。
- 優異倍率性能：支持極高倍率充放電（幾分鐘内充滿）。
- 寬溫性能：在低溫和高溫下性能衰減較小。
- “零應變”：結構穩定性極高，保證長期循環的機械完整性。
主要局限性：
- 能量密度較低：工作電壓高（相對于石墨的~0.1V vs. Li⁺/Li）導緻電池整體電壓和能量密度低于主流石墨負極電池。
- 成本較高：原材料（特别是钛）和制造成本相對較高。
- 導電性相對較差：通常需要納米化和碳包覆等改性手段提升性能（雖然其本征電子電導率高于磷酸鐵锂等正極材料）。

參考資料：

材料科學基礎教材/專著：如《先進锂離子電池材料》、《無機非金屬材料學》等，詳細闡述尖晶石結構、钛酸锂的晶體化學與物理性質。
電化學與電池領域權威期刊：如 Journal of The Electrochemical Society, Advanced Energy Materials, Nature Energy 等，發表大量關于 Li₄Ti₅O₁₂ 合成、改性、電化學性能及機理研究的論文。
國際能源機構/标準化組織報告：如國際電工委員會（IEC）、美國能源部（DOE）發布的關于儲能電池技術評估的報告，會涉及钛酸锂電池的性能特點和應用評估。
知名電池制造商/研究機構技術白皮書：如東芝（推廣SCiB電池）、微宏動力等專注于LTO電池技術公司的公開技術文檔，提供實際應用性能數據和案例。

钛酸锂是一種由锂（Li）和钛（Ti）組成的複合氧化物，化學式為Li₄Ti₅O₁₂。以下是其詳細解釋：

晶體結構
钛酸锂屬于尖晶石型結構（AB₂O₄型），空間群為Fd3m，晶胞參數為0.836 nm。氧原子以立方密堆積排列，锂離子分布在四面體8a位，而钛和部分锂隨機占據八面體16d位。
“零應變”特性
在锂離子嵌入/脫出過程中，钛酸锂的晶格體積變化小于1%，避免了電極材料因反複充放電導緻的結構破壞，從而具備極長的循環壽命（可達2萬次）。

锂離子電池負極材料
钛酸锂主要用作負極，與錳酸锂、磷酸鐵锂等正極材料組成2.4V或1.9V 的二次電池。其高安全性（無锂枝晶生成）、寬工作溫度範圍（-40~60℃）和長壽命特性，使其適用于新能源汽車、儲能系統等領域。
特殊場景應用
也可作為正極與金屬锂負極組成1.5V 電池，但因能量密度較低，應用較少。

通過離子摻雜和納米化技術，可提升钛酸锂的锂離子擴散速率和電子電導率，進一步優化其電化學性能。

如需更詳細的技術參數或應用案例，（東芝數據）或（钜大锂電分析）。