钜大LARGE | 点击量：2250次 | 2021年04月14日
什么是钛酸锂离子电池？钛酸锂离子电池的介绍以及优缺点
钛酸锂离子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。
钛酸锂离子电池组成
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：以碳作负极的锂离子电池隔膜。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
电解液：以碳作负极的锂离子电池电解液。
电池壳：以碳作负极的锂离子电池壳。
钛酸锂离子电池介绍_钛酸锂离子电池的优缺点
钛酸锂离子电池特性
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用途并在充放循环反应过程中出现气体析出，因此普通的钛酸锂离子电池容易发生胀气，导致电芯鼓包，电性能也会大幅下降，极大地降低了钛酸锂离子电池的理论循环寿命。测试数据表明，普通的钛酸锂离子电池在经过1500-2000次左右的循环就会发生胀气的现象，导致无法正常使用，这也是制约钛酸锂离子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相关经验，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25000次，剩余容量超过80%，同时电芯出现的胀气现象不明显，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。
钛酸锂离子电池介绍_钛酸锂离子电池的优缺点
钛酸锂离子电池优点
1、安全性好：电动汽车电池最重要的一点就是要高安全性，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汽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。
钛酸锂离子电池介绍_钛酸锂离子电池的优缺点
钛酸锂离子电池缺点
1、相对其他类型的锂离子动力锂电池能量密度会低一些。
2、胀气问题一直阻碍着钛酸锂离子电池的应用。
3、相对其他类型的锂离子动力锂电池价格偏高。
4、电池一致性仍存在差异，随着充放电次数的新增电池一致性差异会逐渐增大。
钛酸锂离子电池应用前景
钛酸锂离子电池介绍_钛酸锂离子电池的优缺点
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锂电池；
（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。
RICOH推出的适合4.2V锂离子电池的保护芯片,其过充保护电压是4.35V+/-0.05V,日本精工SIEKO推出的8241系列中适合4.2V锂离子电池的保护芯片,其过充保护电压是4.275V+/-0.025V
而锂离子电池充饱的时候,其电池电压应该落在4.20V+/-0.04V之间,并没有触发保护线路动作.之所以厂家说明长时间充电不会过充是因为手机的充电管理确保在电池电压已经到达4.20V以后不会继续充电.而是保持监视状态.
等到了过充保护的电压,比如4.275V,这个锂离子电池已经是过充了,此时保护线路才被切断.防止进一步过充的危险.
