钛酸锂电池介绍_钛酸锂电池的优缺点

　　钛酸锂电池是一种用作锂离子电池负极材料-钛酸锂，可与锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等正极材料组成2.4V或1.9V的锂离子二次电池。此外，它还可以用作正极，与金属锂或锂合金负极组成1.5V的锂二次电池。由于钛酸锂的高安全性、高稳定性、长寿命和绿色环保的特点。钛酸锂材料作为新一代锂离子电池的负极材料而被广泛应用在新能源汽车、电动摩托车和要求高安全性、高稳定性和长周期的应用领域。

　　钛酸锂电池组成

　　正极：磷酸铁锂、锰酸锂或三元材料、镍锰酸锂。

　　负极：钛酸锂材料。

　　隔膜：以碳作负极的锂电池隔膜。

　　电解液：以碳作负极的锂电池电解液。

　　电池壳：以碳作负极的锂电池壳。

　　钛酸锂电池特性

　　钛酸锂（LTO）材料在电池中作为负极材料使用，由于其自身特性的原因，材料与电解液之间容易发生相互作用并在充放循环反应过程中产生气体析出，因此普通的钛酸锂电池容易发生胀气，导致电芯鼓包，电性能也会大幅下降，极大地降低了钛酸锂电池的理论循环寿命。测试数据表明，普通的钛酸锂电池在经过1 500-2 000次左右的循环就会发生胀气的现象，导致无法正常使用，这也是制约钛酸锂电池大规模应用的一个重要原因。

　　钛酸锂（LTO）电池性能改进是单个材料的性能的提升以及各关键材料的有机整合的综合体现。针对快速充电与长使用寿命的要求，除负极材料以外，还要针对锂离子电池的其他关键原材料（包括正极材料、隔膜、以及电解液），同时结合特殊的工程化工艺经验，最终形成了“不胀气”的钛酸锂LpTO电池产品，并首先实现了在电动公交客车上的批量应用。

　　测试数据表明，在6C充电，6C放电，100%DOD的条件下，钛酸锂LpTO单体电池的循环寿命超过25 000次，剩余容量超过80%，同时电芯产生的胀气现象不明显，不影响其寿命；而重庆快速充电纯电动公交的实际应用情况也表明，在电池成组以后，电性能的表现也相当优异，可以保证纯电动公交客车的日常商业化运营。

　　钛酸锂电池优点

　　1、安全性好：电动车电池最重要的一点就是需要高安全性，钛酸锂由于其平衡电位高，不会在负极形成锂枝晶，而具有很好的安全性。

　　2、循环性能好：由于其是“零应变”材料，而不会在充放电过程中发生结构的变化，具有非常优越的循环性能。

　　3、可以快速充放电：锂离子在钛酸锂晶体中的扩散系数是2×10-8cm-2/s，比石墨负极多一个数量级，可以快速充放电，快速充电能力是考察电动车电池的一个重要指标。

　　4、工作温度范围为-30℃~60℃：低温下锂的嵌入及脱出能力都会下降，尤其是嵌入能力，钛酸锂负极在-30℃下充电也不会出现导致短路或使负极恶化的锂枝晶出现，这是石墨负极无法做到的，在广泛的环境下能够快速充电和放电，适用于车载用途。

　　5、自放电小：正极采用常规型锰酸锂，负极用钛酸锂的电池，60度存储28天容量剩余率88%，容量恢复率95%以上。

　　钛酸锂电池缺点

　　1、相对其他类型的锂离子动力电池能量密度会低一些。

　　2、胀气问题一直阻碍着钛酸锂电池的应用。

　　3、相对其他类型的锂离子动力电池价格偏高。

　　4、电池一致性仍存在差异，随着充放电次数的增加电池一致性差异会逐渐增大。

　　钛酸锂电池应用前景

　　钛酸锂负极锂离子电池将会在以下领域得到发展：

　　（1）取代锌锰、碱锰一次电池，为社会节约财富；

　　（2）取代镍镉、镍氢小型二次电池，经久耐用；

　　（3）电动自行车和电动摩托车动力电池；

　　（4）取代5安时镍氢电池，用于HEV汽车；

　　（5）轻型专用汽车和小型上下班用车；

　　（6）家庭和电网储能电。