钛酸锂电池负极材料的优缺点和未来前景

来源：存能电气  日期：2019-04-16 11:44  浏览量：次

　　钛酸锂电池负极材料的优缺点和未来前景。钛酸锂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。尖晶石型结构的钛酸锂由于具有极高的循环寿命和安全特性，被认为是目前最具应用前景的锂离子电池负极材料之一。

　　钛酸锂电池：钛酸锂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。钛酸锂电池工作电压2.4V，最高电压3.0V，充电电流大于2C。

　　钛酸锂电池负极材料的优点

　　钛酸锂电池负极材料具有体积小、重量轻、能量密度高、密封性能好、无泄露、无记忆效应、自放电率低、充放电迅速、循环寿命超长、工作环境温度范围宽、安全稳定绿色环保等特点，所以在通信电源领域具有非常广泛的应用前景。

　　钛酸锂电池在高温、低温环境中均可以达到安全使用，银隆钛酸锂电池材料寿命可达30年，与汽车使用寿命相当，而普通石墨负极材料电池平均寿命不过3-4年。从全寿命周期看，钛酸锂电池成本更低。

　　钛酸锂电池材料的最后一个优势是快速充放电能力强，充电倍率高。目前银隆钛酸锂电池的充电倍率有10C、甚至20C，而普通石墨负极材料的电池充电倍率仅有2C-4C。基于钛酸锂电池的这些技术特点，业内人士认为其契合了新能源公交车、大型储能装备的需求。

　　钛酸锂电池负极材料的缺点

　　1、锂电池寿命、性能等是受到多个方面的影响，特别是四大材料的影响。钛酸锂仅是负极材料，一个材料再怎么进步，也很难因此让产品产生无可匹敌的优势。更何况正极材料才是影响锂电池性能最重要的材料。

　　2、钛酸锂电池，最大的劣势是能量密度低，成本高。特别是能量密度低是因为负极材料钛酸锂的原理性能决定，很难有大的突破空间。成本可以通过规模化降低，而基于原理上的弱点，无法通过技术来改变。

　　3、至于钛酸锂电池宣称的使用寿命长，更难被认证。电池寿命还受到正极材料、电解液、隔膜、使用温度等综合影响。钛酸锂做负极，本身也存在胀气和长时间使用一致性降低等问题，目前原理上也不能证明太酸锂电池会比其他电池寿命长。

　　4、钛酸锂电池材料做的企业少，导致产业整体研发投入少，从目前电池企业研发投入及规划投入看，也很少企业会重点发展钛酸锂电池。未来，其他锂电池技术进步速度将超过钛酸锂电池。

　　5、战新产研从产业趋势角度看，不要相信国际主流企业都做不好的技术，会在中国发光发热。中国基础研究还远达不到国际先进企业水平，想在国际技术潮流中捡漏，无异于异想天开。钛酸锂电池未来市场空间将十分有限。

　　钛酸锂电池负极材料未来前景

　　由于传统石墨材料性能上存在缺陷，硅碳复合材料、钛酸锂等新型负极材料，也因此而受到了锂电行业的广泛关注。硅碳复合材料理论克容量约为4200mAh/g，比石墨类负极的372mAh/g高出了10倍有余，被认为能大幅提升锂电池的容量。而钛酸锂电池则具有快速充电、循环寿命长及安全性高等特点，前景也为很多业内人士所看好。

　　具有尖晶石型结构的钛酸锂是新型的负极材料之一。与石墨负极相比，钛酸锂电池具有更高的嵌锂电位，可有效避免金属锂的析出和锂枝晶的形成。钛酸锂及嵌锂态的Li7Ti5O12具有远高于石墨的热力学稳定性，不易引起电池的热失控，从而具有更高的安全性。

　　同时，钛酸锂在锂离子嵌入、脱出的过程中，晶格参数几乎不发生变化，晶体结构能够保持高度的稳定性，是一种“零应变”材料，因此具有极为优良的循环稳定性。此外，钛酸锂电池材料还具有优异的低温性能，快速充电能力，较高的性价比，因而在大规模储能等领域具有较好的应用前景。

　　在燃油汽车未普及的时候，每个汽车都要自备汽油，而现在就没见过有汽车备着大桶的汽油，那是因为现在的加油站到处可见。对于未来的新能源汽车的普及必定伴随充电桩的建设，那么对于发展钛酸锂电池的快速充电技术是很有前景的。

　　可以预见：钛酸锂电池材料在2－3年后，一定会成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。钛酸锂电池负极采用钛酸锂，相比负极用石墨的主流锂电池，市场份额十分小众。在乘用车领域，钛酸锂电池则和其他少数派技术一起，分享着3%的市场空间。

　　目前，在国家大力倡导开发新能源及其相关产业的大环境下，钛酸锂以其优异的安全性、超长循环性能、快速充放电和超宽的高/低温性能，成为新型锂离子电池的负极材料研究热点，其应用前景也不断拓展。