리튬 티타늄 산화물(LTO; Li4Ti5O12)은 리튬 티타네이트 배터리의 음극재로 핵심 구성 요소이며 화학적으로 합성된 백색 분말 형태로 제공된다. 리튬 이온 배터리의 일종인 리튬 티타네이트 배터리는 사용 가능한 가장 빠른 충전 배터리중 하나이며 양극, 음극 및 전해질로 구성된다.
이 화합물은 1,533°C의 높은 용해점을 가지고 있으며 다른 특성으로는 고순도 및 우수한 소결 능력이 있다. LTO는 배터리에 가장 많이 사용되지만 재료 연구 개발에도 사용할 수 있다. 예를 들어 고체 또는 다공성 물질을 형성하는 공정인 소결뿐만 아니라 용융 탄산염 연료 전지 및 도자기 에나멜 및 세라믹의 첨가제로 사용된다.[1]
음극 소재로 주목 받는 이유[편집]
spinel Li4Ti5O12 결정 구조 (red: oxygen, blue: titanium, green: lithium).
최근에 spinel Li₄ti₅o₁₂(LTO) 소재는 고전력 리튬 이온 전지의 음극 소재로 적용이 가능하여 주목을 받고 있다. 이는 현재 일반적으로 사용되는 카본 음극소재와 다르게 LTO는 높은 작동 전압 (1.55~1.56V vs. Li/Li+)을 가지기 때문에 전해질의 환원 반응이 억제되고 리튬 금속(덴드라이트)이 증착 되지 않아서 안전하다. 특히, 리튬 이온의 intercalation/de-intercalation 반응 중에 삼차원적인 구조(오른쪽 그림)가 유지되고 부피 변화가 0.1% 이하로 우수한 사이클 특성을 나타낸다. 하지만 이러한 우수한 안정성 이면에 LTO는 전자 및 리튬 이온에 대한 낮은 전도성 때문에 출력 특성이 저조하다. 이를 극복하기 위해 최근 나노 사이즈의 LTO 소재 개발에 대한 많은 연구가 이루어지고 있는데 LTO 나노 입자에서 는 리튬 이온 확산 거리가 짧아져서 빠른 리튬확산이 가능하여 충/방전 속도 특성이 개선되기 때문이다.
일반적으로 LTO는 Ti과 Li 원료 물질을 균일하게 혼합한 다음에 고온 하소 온도(800~1,000℃)에서 고상 합성(solid-state synthesis)에 의해서 제조한다. 이 방법에서는 고온 열처리로인해 LTO 결정크기가 크고 불균일하게 성장하여 분말들이 뭉쳐지므로 전기화학적 특성이 크게 제한을 받는다. 따라서 현재 나노 LTO소재를 제조하는데 습식 합성(solution-based synthesis)이 폭넓게 이용되고 있다. 하지만 이러한 나노사이즈 LTO소재(나노분말, 나노선,나노 튜브 등) 또한 넓은 비표면적에 의해 tapdensity가 낮아지며, 낮은 결정성으로 인해 firstcycle coulombic efficiency (FCCE) 가 낮아지고, 나노 사이즈 LTO가 전극표면으로 분리되어 분리막의 fouling을 유발하거나, 반대전극으로 도달하여 용량감소를 일으키는 등의 문제를 일으킨다.[2]
동영상[편집]
참고자료[편집]
같이 보기[편집]
|
 이 리튬 티타늄 산화물 문서는 원소에 관한 글로서 검토가 필요합니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 문서 내용을 검토·수정해 주세요.
|
| 산업 : 산업, 산업혁명, 기술, 제조, 기계, 전자제품, 정보통신, 반도체, 화학, 바이오, 건설, 유통, 서비스, 에너지, 전기, 소재, 원소 □■⊕, 환경, 직업, 화폐, 금융, 금융사, 부동산, 부동산 거래, 부동산 정책, 아파트, 건물, 토지
|
|
|
| 원소
|
갈륨 • 경수소 • 구리 • 규소 • 금 • 금속 • 금속이온 • 나트륨(소듐) • 나트륨이온 • 납 • 네오디뮴 • 네온 • 니켈 • 동소체 • 동위원소 • 라돈 • 라듐 • 란타넘 • 란타넘족 • 루비듐 • 루테늄 • 리튬 • 리튬메탈 • 리튬이온 • 마그네슘 • 망가니즈(망간) • 바나듐 • 바나듐이온 • 방사성 동위원소 • 백금 • 베릴륨 • 붕소 • 브로민 • 비소 • 비철금속 • 사마륨 • 산소 • 삼중수소 • 세슘 • 셀레늄 • 수소 • 수소이온 • 수은 • 스칸듐 • 아르곤 • 아연 • 아연이온 • 아이오딘(요오드) • 악티늄 • 악티늄족 • 안정 동위원소 • 알루미늄 • 염소 • 오가네손 • 우라늄 • 원소 • 원자 • 은 • 인 • 저마늄(게르마늄) • 전이금속 • 전이후금속 • 전형금속 • 제논 • 족 • 주기 • 주기율표 • 주석 • 준금속 • 중금속 • 중수소 • 지르코늄 • 질소 • 철 • 초우라늄 • 카드뮴 • 칼륨(포타슘) • 칼슘 • 코발트 • 코페르니슘 • 크로뮴(크롬) • 크립톤 • 타이타늄(티타늄) • 탄소 • 탄소-14 • 텅스텐 • 토륨 • 팔라듐 • 플루오린 • 플루토늄 • 할로젠(할로겐) • 핵종 • 헬륨 • 헬륨3 • 황
|
|
|
| 화합물
|
LNO • pH • 갈륨비소 • 강 • 강철 • 경수 • 고분자 • 공유결합 • 과산화수소 • 과산화은 • 그래핀 • 금속결합 • 금속산화물 • 뉴세라믹 • 단백질 • 단일결합 • 두랄루민 • 디메틸 카보네이트 • 리간드 • 리튬 니켈 산화물 • 리튬산화물 • 리튬인산철 • 리튬 코발트 산화물 • 리튬 티타늄 산화물 • 메탄올 • 메탈실리콘 • 메테인 • 무기화합물 • 무쇠(주철) • 무수수산화리튬 • 물 • 반응식 • 벤젠 • 분자 • 분자량 • 분자식 • 불소 • 불화리튬(플루오린화 리튬) • 불화수소 • 붕산리튬 • 뷰텐(부틸렌) • 비금속 • 산 • 산성 • 산화물 • 산화은 • 산화제 • 산화철 • 산화칼슘 • 산화코발트 • 삼중결합 • 삼중수 • 상대이온 • 선철 • 설탕 • 세라믹 • 셀룰로이드 • 소금 • 수산화나트륨 • 수산화니켈 • 수산화리튬 • 수산화물 • 수산화아연 • 수산화이온 • 수산화칼륨 • 수산화칼슘 • 수산화코발트 • 수소결합 • 수증기 • 순물질 • 순철 • 실리카(이산화규소) • 실리콘 (규소) • 실험식 • 아미노산 • 아세테이트 • 아세트산 • 아세틸렌 • 아이소프렌(이소프렌) • 아크릴로나이트릴 • 알칼리 • 알칼리성 • 알코올 • 암모니아 • 얼음 • 에탄올 • 에테인 • 에틸렌 • 에틸렌 카보네이트 • 연철 • 염 • 염기 • 염기성 • 염산 • 염화나트륨 • 염화마그네슘 • 염화비닐라이덴 • 염화수소 • 염화칼륨 • 염화칼슘 • 올레핀 • 옹스트롬 • 요소 • 요소수 • 유기화합물 • 유리탄소 (free carbon) • 유리탄소 (glassy carbon) • 이산화망가니즈 • 이산화탄소 • 이산화티타늄 • 이소부틸렌(아이소뷰텐) • 이오노머 • 이온결합 • 이중결합 • 인산 • 인산리튬 • 인산염 • 인산철 • 인조흑연 • 일산화탄소 • 전기화학반응 • 중수 • 증류수 • 질산 • 질산나트륨 • 질산염 • 질산칼륨 • 질화리튬 • 질화물 • 착이온 • 천연흑연 • 청동 • 초분자 • 카르빈 • 카보네이트(탄산염) • 카본블랙 • 킬레이트 • 탄산 • 탄산나트륨 • 탄산리튬 • 탄산에틸렌 • 탄산이온 • 탄산칼륨 • 탄산칼슘 • 탄소강 • 탄소나노튜브 • 탄소화합물 • 탄화규소 • 탄화수소 • 특수강 • 페놀 • 페라이트 • 페로브스카이트 • 폴리부틸렌 • 폴리아미드 • 풀러렌 • 프로포폴 • 프로필렌 • 하이니켈 • 합금 • 홑원소물질 • 화학 • 화학결합 • 화학반응 • 화학반응식 • 화학식 • 화합물 • 환원제 • 황동 • 황산 • 황산니켈 • 황산망간 • 황산코발트 • 황화리튬 • 황화물 • 흑린 • 흑연
|
|
|
| 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반
|
|
위키원
