淺談電動(dòng)汽車新型鋰離子電池-鈦酸鋰電池（LTO）

鈦酸鋰電池（LTO）是一種以鈦酸鋰為正極材料的鋰離子電池，具有高安全性、穩(wěn)定性強(qiáng)、性能優(yōu)異、循環(huán)壽命長(zhǎng)、環(huán)境友好等特點(diǎn)。

1  什么是 LTO 電池？

鈦酸鋰電池（Li4Ti5O12）是一種以鈦酸鋰為正極材料的鋰離子電池。電池行業(yè)簡(jiǎn)稱 LTO 電池，它具有安全性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、性能優(yōu)異、循環(huán)壽命長(zhǎng)、環(huán)境友好等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用。它具有自放電低、安全性高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬、充放電速度快等特點(diǎn)。

鈦酸鋰（Li4Ti5O12）技術(shù)是鋰電池技術(shù)的未來(lái)趨勢(shì)。鈦酸鋰電池的循環(huán)壽命超過(guò) 20000 次，并具有快速充放電特性。LTO 電池比市場(chǎng)上的鉛酸電池、鋰離子電池和其他類型的電池能更好地應(yīng)對(duì)低溫環(huán)境。

2  LTO 電池的優(yōu)點(diǎn)

良好的安全性和穩(wěn)定性

鈦酸鋰離子電池的電位高于金屬鋰，不易產(chǎn)生鋰枝晶，放電電壓穩(wěn)定，因此提高了鋰電池的安全性能。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，鈦酸鋰電池在針刺、擠壓、短路等嚴(yán)酷試驗(yàn)下，不冒煙、不起火、不爆炸，安全性遠(yuǎn)高于其他鋰電池。

優(yōu)異的快速充電性能

與碳負(fù)極材料相比，鈦酸鋰電池具有更高的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)，可實(shí)現(xiàn)高速充放電。在大大縮短充電時(shí)間的同時(shí)，對(duì)循環(huán)壽命的影響很小，熱穩(wěn)定性也很強(qiáng)。鈦酸鋰電池可在十分鐘左右充滿電。

鈦酸鋰的化學(xué)擴(kuò)散系數(shù)（一般為 2×10-8cm2/s）比碳負(fù)極材料大一個(gè)數(shù)量級(jí)。高擴(kuò)散系數(shù)賦予了鈦酸鋰電池比其他碳負(fù)極材料充放電速度更快、周期更長(zhǎng)的能力。

循環(huán)壽命長(zhǎng)

從目前鋰電池技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，鈦酸鋰電池是鋰電池中壽命最長(zhǎng)、安全性最高的電池。從壽命周期來(lái)看，普通鋰離子電池約為 1000-2000 次循環(huán)，而鈦酸鋰電池為 10000-20000 次循環(huán)。

鈦酸鋰也被稱為 "零應(yīng)變材料"。這一特性對(duì)于電極材料來(lái)說(shuō)意義重大，它可以避免材料在充放電過(guò)程中因膨脹和收縮而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變化，從而提高電極的性能，減少容量的顯著衰減，延長(zhǎng)電池的使用壽命。

應(yīng)用溫度范圍寬

鈦酸鋰電池的三維尖晶石結(jié)構(gòu)具有獨(dú)特的三維鋰離子擴(kuò)散通道，因此與其他鋰電池相比，鈦酸鋰電池還具有更好的高低溫特性。它可以在零下 50 ℃ 至 60 ℃ 正常充放電。無(wú)論是在寒冷的北方，還是在炎熱的南方，車輛電池都不會(huì)受到溫度的影響，消除了用戶的后顧之憂。

低溫放電特性特別適用于軍工產(chǎn)品、航空航天工業(yè)、極地科學(xué)考察、醫(yī)療器械和其他對(duì)低溫性能有特殊要求的極寒應(yīng)用領(lǐng)域。

3 LTO 電池的缺點(diǎn)

鈦酸鋰（LTO）材料用作電池負(fù)極材料時(shí)，在充放電循環(huán)過(guò)程中與電解液反應(yīng)容易產(chǎn)生氣體。因此，普通鈦酸鋰電池容易脹氣，導(dǎo)致電池鼓包。鋰離子電池一旦鼓脹，正負(fù)極之間的接觸就不再緊密，電池的內(nèi)阻就會(huì)大大增加，電池的循環(huán)性能就會(huì)急劇下降。

另一方面，鈦酸鋰電池的能量密度在鋰電池中相對(duì)較低，而且鈦酸鋰電池的容量比會(huì)高速衰減。然而，鈦酸鋰電池具有快速充電的優(yōu)勢(shì)。隨著充電設(shè)施的大面積覆蓋，裝有鈦酸鋰電池的電動(dòng)汽車可以隨時(shí)隨地充電，對(duì)鈦酸鋰電池的能量密度要求也將降低。同時(shí)，鈦酸鋰電池具有優(yōu)于碳負(fù)極電池的超長(zhǎng)循環(huán)壽命，可以降低客戶的平均成本。

4 LTO 電池的未來(lái)趨勢(shì)

對(duì)于電動(dòng)汽車能源而言，電池的可靠性和耐用性至關(guān)重要。由于鈦酸鋰電池具有高安全性、高穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，必將成為新一代鋰離子電池，廣泛應(yīng)用于新能源汽車、電動(dòng)摩托車和一些對(duì)安全性、靈活性、高穩(wěn)定性和長(zhǎng)壽命有較高要求的高端應(yīng)用領(lǐng)域。