鉅大LARGE | 點擊量：1352次 | 2020年02月17日
鈦酸鋰電池有哪些特性？它的應(yīng)用前景如何？
鈦酸鋰電池優(yōu)點介紹：
安全性好，電動車電池最重要的一點就是需要高安全性，鈦酸鋰由于其平衡電位高，不會在負極形成鋰枝晶，而具有很好的安全性。
2.循環(huán)性能好，由于其是零應(yīng)變材料，而不會在充放電過程中發(fā)生結(jié)構(gòu)的變化，具有非常優(yōu)越的循環(huán)性能。
3.可以快速充放電，鋰離子在鈦酸鋰晶體中的擴散系數(shù)是2×10-8cm-2/s,比石墨負極多一個數(shù)量級，可以快速充放電，快速充電能力是考察電動車電池的一個重要指標。
4.工作溫度范圍寬-30℃-60℃，低溫下鋰的嵌入及脫出能力都會下降，尤其是嵌入能力，鈦酸鋰負極在-30℃下充電也不會出現(xiàn)導(dǎo)致短路或使負極惡化的鋰枝晶出現(xiàn)，這是石墨負極無法做到的，在廣泛的環(huán)境下能夠快速充電和放電，適用于車載用途。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
5.自放電小，在一個帖子提到我們的實驗數(shù)據(jù)，正極采用我們常規(guī)型錳酸鋰，負極用鈦酸鋰，60度存儲28天容量剩余率88%，容量恢復(fù)率95%以上。
鈦酸鋰電池缺點：缺點介紹
1.對鋰電位高，導(dǎo)致工作電壓低，能量密度降低
2.電池制作過程容易產(chǎn)氣
3.電子導(dǎo)電性不好
鈦酸鋰電池缺點：優(yōu)點介紹
1.安全性好，電動車電池最重要的一點就是需要高安全性，鈦酸鋰由于其平衡電位高，不會在負極形成鋰枝晶，而具有很好的安全性。
2.循環(huán)性能好，由于其是零應(yīng)變材料，而不會在充放電過程中發(fā)生結(jié)構(gòu)的變化，具有非常優(yōu)越的循環(huán)性能。
3.可以快速充放電，鋰離子在鈦酸鋰晶體中的擴散系數(shù)是2×10-8cm-2/s,比石墨負極多一個數(shù)量級，可以快速充放電，快速充電能力是考察電動車電池的一個重要指標。
4.工作溫度范圍寬-30℃-60℃，低溫下鋰的嵌入及脫出能力都會下降，尤其是嵌入能力，鈦酸鋰負極在-30℃下充電也不會出現(xiàn)導(dǎo)致短路或使負極惡化的鋰枝晶出現(xiàn)，這是石墨負極無法做到的，在廣泛的環(huán)境下能夠快速充電和放電，適用于車載用途。
5.自放電小，在一個帖子提到我們的實驗數(shù)據(jù)，正極采用我們常規(guī)型錳酸鋰，負極用鈦酸鋰，60度存儲28天容量剩余率88%，容量恢復(fù)率95%以上。
鈦酸鋰電池是一種用作鋰離子電池負極材料-鈦酸鋰，可與錳酸鋰、三元材料或磷酸鐵鋰等正極材料組成2.4V或1.9V的鋰離子二次電池。此外，它還可以用作正極，與金屬鋰或鋰合金負極組成1.5V的鋰二次電池。由于鈦酸鋰的高安全性、高穩(wěn)定性、長壽命和綠色環(huán)保的特點。
可以預(yù)見：鈦酸鋰材料在2－3年后，一定會成為新一代鋰離子電池的負極材料而被廣泛應(yīng)用在新能源汽車、電動摩托車和要求高安全性、高穩(wěn)定性和長周期的應(yīng)用領(lǐng)域。鈦酸鋰電池工作電壓2.4V，最高電壓3.0V，充電電流大于2C（即電池容量值的2倍的電流）。
正極：磷酸鐵鋰、錳酸鋰或三元材料、鎳錳酸鋰。
負極：鈦酸鋰材料。
隔膜：以碳作負極的鋰電池隔膜。
電解液：以碳作負極的鋰電池電解液。
電池殼：以碳作負極的鋰電池殼。
鈦酸鋰（LTO）材料在電池中作為負極材料使用，由于其自身特性的原因，材料與電解液之間容易發(fā)生相互作用并在充放循環(huán)反應(yīng)過程中產(chǎn)生氣體析出，因此普通的鈦酸鋰電池容易發(fā)生脹氣，導(dǎo)致電芯鼓包，電性能也會大幅下降，極大地降低了鈦酸鋰電池的理論循環(huán)壽命。測試數(shù)據(jù)表明，普通的鈦酸鋰電池在經(jīng)過1500-2000次左右的循環(huán)就會發(fā)生脹氣的現(xiàn)象，導(dǎo)致無法正常使用，這也是制約鈦酸鋰電池大規(guī)模應(yīng)用的一個重要原因。
鈦酸鋰（LTO）電池性能改進是單個材料的性能的提升以及各關(guān)鍵材料的有機整合的綜合體現(xiàn)。針對快速充電與長使用壽命的要求，除負極材料以外，還要針對鋰離子電池的其他關(guān)鍵原材料（包括正極材料、隔膜、以及電解液），同時結(jié)合特殊的工程化工藝經(jīng)驗，最終形成了不脹氣的鈦酸鋰LpTO電池產(chǎn)品，并首先實現(xiàn)了在電動公交客車上的批量應(yīng)用。
測試數(shù)據(jù)表明，在6C充電，6C放電，100%DOD的條件下，鈦酸鋰LpTO單體電池的循環(huán)壽命超過25000次，剩余容量超過80%，同時電芯產(chǎn)生的脹氣現(xiàn)象不明顯，不影響其壽命；而重慶快速充電純電動公交的實際應(yīng)用情況也表明，在電池成組以后，電性能的表現(xiàn)也相當優(yōu)異，可以保證純電動公交客車的日常商業(yè)化運營。
優(yōu)點
采用電動車輛取代燃油車輛是解決城市環(huán)境污染的最佳選擇，其中鋰離子動力電池引起了研究者的廣泛關(guān)注.為了滿足電動車輛對車載型離子動力電池的要求，研制安全性高、倍率性能好且長壽命的負極材料是其熱點和難點。
商業(yè)化的鋰離子電池負極主要采用碳材料，但以碳做負極的鋰電池在應(yīng)用上仍存在一些弊端：
1、過充電時易析出鋰枝晶，造成電池短路，影響鋰電池的安全性能;
2、易形成SEI膜而導(dǎo)致首次充放電效率較低，不可逆容量較大;
3、即碳材料的平臺電壓較低(接近于金屬鋰)，并且容易引起電解液的分解,從而帶來安全隱患。
4、在鋰離子嵌入、脫出過程中體積變化較大，循環(huán)穩(wěn)定性差。
與碳材料相比，尖晶石型的Li4Ti5O12具有明顯的優(yōu)勢：
1、它為零應(yīng)變材料，循環(huán)性能好;
2、放電電壓平穩(wěn)，而且電解液不致發(fā)生分解，提高鋰電池安全性能;
3、與炭負極材料相比，鈦酸鋰具有高的鋰離子擴散系數(shù)(為2*10-8cm2/s)，可高倍率充放電等。
4、鈦酸鋰的電勢比純金屬鋰的高，不易產(chǎn)生鋰枝晶，為保障鋰電池的安全提供了基礎(chǔ)。
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