什么是鈦酸鋰電池，鈦酸鋰電池優(yōu)缺點詳解
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-06 10:30
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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1 500-2 000次左右的循環(huán)就會發(fā)生脹氣的現(xiàn)象，導致無法正常使用，這也是制約鈦酸鋰電池大規(guī)模應用的一個重要原因。
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25 000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。
鈦酸鋰電池優(yōu)點
鈦酸鋰電池為何沒有成為主流_鈦酸鋰電池優(yōu)缺點詳解
1、安全穩(wěn)定性好
傳統(tǒng)的碳電極在嵌鋰之后一旦過充，電極的表面容易析出金屬鋰，其與電解液接觸發(fā)生反應會產(chǎn)生可燃性氣體，帶來安全隱患。鈦酸鋰的電勢比純金屬鋰的電勢高，不易產(chǎn)生鋰晶枝，放電電壓平穩(wěn)，而且，因此提高了鋰電池的安全性能。曾有第三方機構(gòu)對鈦酸鋰電池進行測試發(fā)現(xiàn)，在針刺、擠壓、短路等嚴苛測試下，不冒煙、不起火、不爆炸，安全性遠高于其他鋰電池。因此也有很多業(yè)內(nèi)人士認為鈦酸鋰十分適合用在對電池穩(wěn)定性要求極高的軍工等領域。
電動汽車的安全穩(wěn)定性能是消費者最為關注的指標，無論續(xù)航里程多遠，如果不能解決安全問題，消費者開的不過是一輛裝著不定時炸彈的車子，而鈦酸鋰電池的超安全性能無疑將會受到消費者的青睞。
2、快充性能優(yōu)異
與碳負極材料相比，鈦酸鋰具有較高的鋰離子擴散系數(shù)，可高倍率充放電。在大大縮短充電時間的同時，對循環(huán)壽命的影響較小，熱穩(wěn)定性也較強。據(jù)測試，最新技術研發(fā)的鈦酸鋰電池十分鐘左右即可充滿，比傳統(tǒng)的電池有了質(zhì)的飛躍。
充電時間太長一直是電動汽車發(fā)展過程中難以跨越的障礙。一般采用慢充的純電動公交車，充電時間至少要4個小時以上，很多純電動乘用車的充電時間更是長達8個小時。電動車輛的快速充電是未來的趨勢，消費者不愿浪費太多時間在等待充電這個環(huán)節(jié)。
3、循環(huán)壽命長
電池循環(huán)壽命決定整個新能源車的性價比，是未來新能源車脫離補貼政策后的主要競爭點。汽車電池循環(huán)壽命的延長，讓消費者能夠買得起、養(yǎng)得起。
其他的傳統(tǒng)鋰離子電池，比如磷酸鐵鋰電池，在使用過程中會出現(xiàn)容量大幅衰減、壽命縮短的問題，不僅影響了用戶的正常使用，還增加了電池更換成本。這種不佳的使用體驗，很可能讓消費者對電動汽車望而卻步，從而不利于新能源汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。鈦酸鋰電池則很好地解決了這些問題。
鈦酸鋰電池在充放電時，鋰離子嵌入和脫嵌不會造成鈦酸鋰晶型結(jié)構(gòu)的變化，因此對鈦酸鋰材料的結(jié)構(gòu)幾乎沒有影響。正因如此，鈦酸鋰也被稱為“零應變材料”。鈦酸鋰電池與當前“慢充最多使用5年、快充最多使用2年”的磷酸鐵鋰電池相比，優(yōu)勢十分突出。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)測定，普通電池循環(huán)使用壽命平均為3000次，而鈦酸鋰電池完全充放電循環(huán)次數(shù)可達3萬次以上，在作為動力電池使用10年之后，可能還能作為儲能電池再用20年。這也意味著，鈦酸鋰電池可以做到與車輛同生命周期，用戶在實際使用中不用更換電池，幾乎不增加后期成本。
4、耐寬溫性能良好
鈦酸鋰電池的尖晶石結(jié)構(gòu)具有三維鋰離子擴散通道，因此鈦酸鋰電池在高低溫性能上的表現(xiàn)也十分優(yōu)異。一般電動汽車在零下10℃時充放電就會出現(xiàn)問題，鈦酸鋰電池耐寬溫性能良好，耐用性強，在零下50℃到零上60℃均可正常充放電，無論是在冰封的北國，還是在炎熱的南方，車輛都不會因電池“休克”而影響工作，消除了用戶的后顧之憂。
鈦酸鋰電池的這些優(yōu)勢，能大幅節(jié)省充電站場地建設和人員配置成本等，更適合在公交領域的推廣應用，而公交系統(tǒng)正是我國新能源客車推廣應用的“主戰(zhàn)場”。來自目前推廣應用新能源車比例最高的公交市場的反饋顯示，快充方式更加適合當前公交市場的實際需求。河北邯鄲一家公交企業(yè)應用鈦酸鋰電池的新能源公交車運營已有兩年多時間，其相關負責人的體會是：“一輛車快充6－10分鐘就可以充滿，駕駛員換班休息的間隙就能充好。”
