鈦酸鋰離子電池是一種用作鋰離子電池負(fù)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(fù)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(diǎn)。鈦酸鋰材料作為新一代鋰離子電池的負(fù)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。

鈦酸鋰離子電池組成

正極：磷酸鐵鋰、錳酸鋰或三元材料、鎳錳酸鋰。

負(fù)極：鈦酸鋰材料。

隔膜：以碳作負(fù)極的鋰離子電池隔膜。

電解液：以碳作負(fù)極的鋰離子電池電解液。

電池殼：以碳作負(fù)極的鋰離子電池殼。

鈦酸鋰離子電池介紹_鈦酸鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)

鈦酸鋰離子電池特性

鈦酸鋰（LTO）材料在電池中作為負(fù)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)生相互用途并在充放循環(huán)反應(yīng)過程中出現(xiàn)氣體析出，因此普通的鈦酸鋰離子電池容易發(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離子電池的理論循環(huán)壽命。測試數(shù)據(jù)表明，普通的鈦酸鋰離子電池在經(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，這也是制約鈦酸鋰離子電池大規(guī)模應(yīng)用的一個重要原因。

鈦酸鋰（LTO）電池性能改進(jìn)是單個材料的性能的提升以及各關(guān)鍵材料的有機(jī)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(fù)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相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，最終形成了不脹氣的鈦酸鋰LpTO電池產(chǎn)品，并首先實(shí)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%，同時電芯出現(xiàn)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(shí)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(dāng)優(yōu)異，可以保證純電動公交客車的日常商業(yè)化運(yùn)營。

鈦酸鋰離子電池介紹_鈦酸鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)

鈦酸鋰離子電池優(yōu)點(diǎn)

1、安全性好：電動汽車電池最重要的一點(diǎn)就是要高安全性，鈦酸鋰由于其平衡電位高，不會在負(fù)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(kuò)散系數(shù)是2×10-8cm-2/s，比石墨負(fù)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汽車電池的一個重要指標(biāo)。

4、工作溫度范圍為-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(fù)極在-30℃下充電也不會出現(xiàn)導(dǎo)致短路或使負(fù)極惡化的鋰枝晶出現(xiàn)，這是石墨負(fù)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：正極采用常規(guī)型錳酸鋰，負(fù)極用鈦酸鋰的電池，60度存儲28天容量剩余率88%，容量恢復(fù)率95%以上。

鈦酸鋰離子電池介紹_鈦酸鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)

鈦酸鋰離子電池缺點(diǎn)

1、相對其他類型的鋰離子動力鋰電池能量密度會低一些。

2、脹氣問題一直阻礙著鈦酸鋰離子電池的應(yīng)用。

3、相對其他類型的鋰離子動力鋰電池價格偏高。

4、電池一致性仍存在差異，隨著充放電次數(shù)的新增電池一致性差異會逐漸增大。

鈦酸鋰離子電池應(yīng)用前景

鈦酸鋰離子電池介紹_鈦酸鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)

鈦酸鋰負(fù)極鋰離子電池將會在以下領(lǐng)域得到發(fā)展：

（1）取代鋅錳、堿錳一次電池，為社會節(jié)約財富；

（2）取代鎳鎘、鎳氫小型二次電池，經(jīng)久耐用；

（3）電動自行車和電動摩托車動力鋰電池；

（4）取代5安時鎳氫電池，用于HEV汽車；

（5）輕型專用汽車和小型上下班用車；

（6）家庭和電網(wǎng)儲能電。

RICOH推出的適合4.2V鋰離子電池的保護(hù)芯片,其過充保護(hù)電壓是4.35V+/-0.05V,日本精工SIEKO推出的8241系列中適合4.2V鋰離子電池的保護(hù)芯片,其過充保護(hù)電壓是4.275V+/-0.025V

而鋰離子電池充飽的時候,其電池電壓應(yīng)該落在4.20V+/-0.04V之間,并沒有觸發(fā)保護(hù)線路動作.之所以廠家說明長時間充電不會過充是因?yàn)槭謾C(jī)的充電管理確保在電池電壓已經(jīng)到達(dá)4.20V以后不會繼續(xù)充電.而是保持監(jiān)視狀態(tài).

等到了過充保護(hù)的電壓,比如4.275V,這個鋰離子電池已經(jīng)是過充了,此時保護(hù)線路才被切斷.防止進(jìn)一步過充的危險.