在新能源与新材料领域，钛酸锂是一种兼具独特性能与广泛应用价值的化合物，其特殊的晶体结构赋予了优异的化学稳定性与电化学性能，成为多个高景气行业的关键材料。要深入了解这种材料，我们先从其基本属性入手。

钛酸锂主要有两种核心类型，分别是化学式为Li₂TiO₃的偏钛酸锂和化学式为Li₄Ti₅O₁₂的新型钛酸锂，外观均呈白色粉末状，熔点介于1325℃至1564℃之间，不溶于水，仅溶于浓硫酸及氢氟酸，且具有极强的助熔性。其中，Li₄Ti₅O₁₂作为典型的“零应变”材料，在嵌入或脱出锂离子时晶格常数和体积变化小于1%，这一特性使其在充放电循环过程中结构稳定性极高，循环寿命可达数千次以上，同时还具备高锂离子扩散系数、高嵌锂电位等优势，从根源上降低了锂晶枝产生的风险，显著提升了应用产品的安全性。

凭借这些优异特性，钛酸锂已在多个行业实现广泛应用。在锂电池行业，Li₄Ti₅O₁₂是新一代锂离子电池的核心负极材料，尤其适用于新能源汽车动力电池、大型储能电池以及风光互补照明系统的储能电池，其长循环寿命与高安全性能可使电池使用寿命延长至10-15年，大幅降低使用成本；在盐湖提锂行业，钛酸锂基吸附剂凭借对锂离子的高选择性吸附能力，成为盐湖资源高效提取锂的关键材料，助力锂资源的绿色高效开发；在陶瓷与搪瓷行业，钛酸锂作为高效助熔剂，加入约2%即可显著提高钛白搪瓷面釉的乳白性，同时降低烧成温度，优化生产工艺并提升产品品质。此外，其在电子陶瓷绝缘体制造等领域也有着重要的应用价值。

在钛酸锂的制备工艺中，喷雾干燥技术因具有干燥效率高、产品粒径均匀、易于工业化放大等优势而被广泛采用。其中，离心式与气流式喷雾干燥机因适配钛酸锂的制备需求，成为主流选择，那艾仪器喷雾干燥机制备案例分享。

第一个案例是核壳结构钛系锂离子吸附剂的制备，该方案以偏钛酸锂为核心组分，采用离心喷雾干燥技术实现高效成型。制备过程首先将钛源、锂源、高分子表面改性剂与水按特定比例混合，其中锂源与钛源的摩尔比控制在2.03～2.05:1.0，高分子表面改性剂质量为钛源和锂源总质量的2～5%。混合物先经20～30Hz的频率剪切分散8～12min，再以氧化锆球为介质进行研磨，球料比1～3:1、转速1000～1500rpm的条件下研磨3～5h，使物料粒径d50达到0.25～0.45μm。随后将研磨后的浆料送入离心喷雾干燥设备，控制进料口温度200～240℃、出料口温度80～120℃，得到粒径d50为20～35μm的球形偏钛酸锂粉末。为构建核壳结构，需将该球形粉末与高分子表面改性剂溶液、锂源再次混合，滴加钛源后陈化4～12h，之后再次进行离心喷雾干燥，此时进料口温度提升至200～280℃、出料口温度90～130℃，获得粒径d50为15～30μm的前驱体粉末。最后经固相烧成与质子交换处理，得到兼具高吸附容量与长循环寿命的核壳结构钛系锂离子吸附剂，可高效应用于盐湖提锂场景。

第二个案例聚焦锂电池负极用钛酸锂-铟铋液态金属材料的制备，采用气流式喷雾干燥技术实现材料的包覆成型与颗粒化。某公司在制备过程中，首先将钛酸锂研磨至50nm～500nm的纳米级颗粒，同时将金属铟与金属铋按0.55～0.8:1的质量比混合，加热至120℃～180℃形成液态合金。随后将液态合金与纳米钛酸锂按5～20:95～80的质量比混合均匀，将混合物送入气流式喷雾干燥器中进行气流分散干燥。为保障材料性能，整个过程在氮气或惰性气体保护下进行，控制干燥器腔室温度90～120℃、气流速度4～6m/s、加料速度100～200g/min。通过该工艺制备的钛酸锂-铟铋液态金属材料为粒径50μm～500μm的大颗粒，其中铟铋合金均匀包覆钛酸锂纳米颗粒，有效抑制了钛酸锂在充放电过程中的产气问题，显著提升了锂电池的安全性能与电化学稳定性。

第三个案例是基于不同钛源的尖晶石型钛酸锂负极材料制备，采用离心喷雾干燥结合后续煅烧的工艺路线，优化材料的电化学性能。研究中选用两种钛源（P25 TiO₂与100%锐钛矿型TiO₂）与锂源混合，加入适量分散剂制备均匀浆料，随后送入离心喷雾干燥机进行干燥成型，通过优化进料浓度与干燥参数，获得粒径均匀的球形前驱体粉末。将前驱体在不同温度下进行煅烧处理后，得到尖晶石型钛酸锂材料。为进一步提升性能，采用AlPO₄对钛酸锂进行包覆改性，其中包覆2wt% AlPO₄的钛酸锂材料表现出最优的电化学性能：在0.1C倍率下脱锂比容量可达189.7mAh/g，1C倍率下为184.5mAh/g，即使在10C高倍率下仍能保持173.1mAh/g的比容量；在1C倍率循环200次后，首次比容量为185.5mAh/g，容量保持率达98.06%，在1C/10C倍率循环100次后容量保持率更是高达99.18%。将该材料应用于LiNi₀.₅Mn₁.₅O₄/LTO全电池，在0.1C倍率下前五次循环平均脱锂比容量为164.8mAh/g，库仑效率93.30%，展现出优异的应用前景。

钛酸锂凭借其独特的物理化学与电化学性能，在新能源、新材料等多个关键行业发挥着不可替代的作用。而离心式与气流式喷雾干燥技术通过精准控制工艺参数，可实现钛酸锂材料的高效制备与性能优化，为其工业化应用提供了可靠的技术支撑。随着相关制备技术的不断迭代升级，钛酸锂材料的应用场景将进一步拓展，为行业发展注入新的动力。