你知道鈦酸鋰電池技術(shù)的特點(diǎn)以及發(fā)展概況嗎？

隨著全球多樣化的發(fā)展，我們的生活也在不斷變化著，包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成，比如鈦酸鋰電池。

鈦酸鋰電池是用作鋰離子電池負(fù)極材料的鈦酸鋰。它可以與錳酸鋰，三元材料或磷酸鐵鋰結(jié)合形成一個(gè)2.4V或1.9V的鋰離子二次電池。另外，它還可以用作正極，與金屬鋰或鋰合金負(fù)極形成1.5V鋰二次電池。由于鈦酸鋰的高安全性，高穩(wěn)定性，長壽命和環(huán)保特性。
盡管鈦酸鋰電池的速率性能差并且能量密度不足，但是它們具有快速充電的優(yōu)點(diǎn)。隨著價(jià)格越來越合理，充電設(shè)施的配套設(shè)施越來越完善，鈦酸鋰電池有望在未來動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域占據(jù)重要地位。
鈦酸鋰電池具有尖晶石結(jié)構(gòu)獨(dú)特的三維鋰離子擴(kuò)散通道，并具有優(yōu)異的功率特性和良好的高低溫性能。與碳陽極材料相比，鈦酸鋰具有更高的電勢(shì)，這導(dǎo)致通常在電解質(zhì)表面上生長的固液層（SEI），而在鈦酸鋰的表面上基本上沒有形成碳陽極。更重要的是，在普通電池使用的電壓范圍內(nèi)，難以在鈦酸鋰的表面上生成鋰樹狀晶體。這在很大程度上消除了由電池內(nèi)部的鋰枝晶形成的短路的可能性。
鋰插入后，一旦傳統(tǒng)的碳電極過度充電，金屬鋰就很容易沉淀在電極表面，與電解質(zhì)反應(yīng)生成可燃?xì)怏w，從而帶來安全隱患。鈦酸鋰的電勢(shì)高于純金屬鋰的電勢(shì)，不易產(chǎn)生鋰晶體分支，放電電壓穩(wěn)定，因此，鋰電池的安全性能得到提高。一個(gè)第三方組織曾經(jīng)對(duì)鈦酸鋰電池進(jìn)行過測(cè)試，發(fā)現(xiàn)它們?cè)趪?yán)格的測(cè)試（例如針刺，擠壓和短路）下沒有冒煙，著火或爆炸，其安全性遠(yuǎn)高于其他鋰電池。因此，業(yè)內(nèi)許多人認(rèn)為鈦酸鋰非常適合用于要求電池具有極高穩(wěn)定性的軍事行業(yè)。

可以理解，從實(shí)際使用價(jià)值的觀點(diǎn)來看，鈦酸鋰電池由于其長壽命而有望為客戶帶來較低的成本優(yōu)勢(shì)。隨著價(jià)格變得更加合理，鈦酸鋰即將發(fā)動(dòng)反擊。鈦酸鋰電池的未來市場空間將非常有限。汽車工業(yè)基本上沒有空間，未來汽車工業(yè)的空間將小于現(xiàn)在?？梢試L試儲(chǔ)能領(lǐng)域，但絕對(duì)不會(huì)成為主流。加上高昂的價(jià)格，與未來儲(chǔ)能預(yù)計(jì)將使用動(dòng)力鋰電池的高性價(jià)比相比，鈦酸鋰在儲(chǔ)能領(lǐng)域的前景也令人擔(dān)憂。
世界上沒有多少可以大量生產(chǎn)鈦酸鋰電池的制造商，主要以美國奧地利鈦納米技術(shù)公司和日本東芝集團(tuán)為代表。鈦酸鋰電池的應(yīng)用市場主要包括電動(dòng)汽車（公共汽車，軌道交通等），儲(chǔ)能市場（調(diào)頻，電網(wǎng)質(zhì)量，風(fēng)電場等）和工業(yè)應(yīng)用。以鈦酸鋰為負(fù)極的新型鋰離子電池突破了石墨作為負(fù)極的固有局限性，其性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鋰離子電池，使其成為最有前途的儲(chǔ)能電池之一。
與碳負(fù)極材料相比，鈦酸鋰具有更高的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)，并且可以高速率充電和放電。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，并且熱穩(wěn)定性也很強(qiáng)。根據(jù)測(cè)試，采用最新技術(shù)開發(fā)的鈦酸鋰電池可以在大約十分鐘內(nèi)充滿電，這是傳統(tǒng)電池質(zhì)的飛躍。
與傳統(tǒng)鋰離子電池中常用的石墨材料相比，鈦酸鋰材料在充放電過程中幾乎不會(huì)在骨架結(jié)構(gòu)中收縮或膨脹。它們被稱為“零應(yīng)變”材料，可避免去除一般的電極材料。 /嵌入鋰離子時(shí)，由于電池體積應(yīng)變而導(dǎo)致電極結(jié)構(gòu)損壞的問題，因此具有非常出色的循環(huán)性能。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，普通磷酸鐵鋰電池的平均循環(huán)壽命是4000-6000倍，而鈦酸鋰電池的循環(huán)壽命可以達(dá)到25000倍以上。
鈦酸鋰電池具有體積小，重量輕，能量密度高，密封性能好，無泄漏，無記憶效應(yīng)，自放電率低，充放電快，循環(huán)壽命長，工作環(huán)境溫度范圍寬，安全的優(yōu)點(diǎn)。以及穩(wěn)定的綠色環(huán)保等特點(diǎn)，因此在通信電源領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。在研究和設(shè)計(jì)過程中，必須存在此類問題，這要求我們的科研工作者不斷總結(jié)設(shè)計(jì)過程中的經(jīng)驗(yàn)，以促進(jìn)產(chǎn)品的不斷創(chuàng)新。