尖晶石型結(jié)構(gòu)的鈦酸鋰電池是新型的負極資料之一

來源：存能電氣  日期：2020-03-05 13:54  瀏覽量：次

尖晶石型結(jié)構(gòu)的鈦酸鋰電池是新型的負極資料之一。自從鋰電池在1991年產(chǎn)業(yè)化以來，鋰電池的負極材料一直是石墨在一統(tǒng)天下。鈦酸鋰作為新型鋰電池的負極材料由于其多項優(yōu)異的性能而受到重視。比如鈦酸鋰材料在鋰離子的鑲嵌及脫嵌過程中晶體結(jié)構(gòu)能夠保持高度的穩(wěn)定性，晶格常數(shù)變化很小。

尖晶石型結(jié)構(gòu)的鈦酸鋰電池是新型的負極資料之一

尖晶石型結(jié)構(gòu)的鈦酸鋰電池由于具有極高的循環(huán)壽命和安全特性，被認為是目前具應(yīng)用前景的鋰離子電池負極材料之一。將高導(dǎo)電、環(huán)境友好、化學(xué)和熱性能穩(wěn)定且結(jié)構(gòu)多樣的碳材料與鈦酸鋰形成復(fù)合負極材料，可有效提高材料的導(dǎo)電性，同時脹氣，對電極材料的性能優(yōu)化起到非常關(guān)鍵的作用。

鈦酸鋰具有尖晶石結(jié)構(gòu)所特有的三維鋰離子擴散通道，具有功率特性優(yōu)異和高低溫性能佳等優(yōu)點。與碳負極材料相比，鈦酸鋰的電位高，這就導(dǎo)致通常在電解液與碳負極表面上生長的固液層在鈦酸鋰表面基本上不形成。

鈦酸鋰電池負極資料的優(yōu)點

1、鈦酸鋰電池負極資料具有體積小、重量輕、能量密度高、密封功能好、無泄露、無回憶效應(yīng)、自放電率低、充放電敏捷、循環(huán)壽數(shù)超長、作業(yè)環(huán)境溫度范圍寬、安全穩(wěn)定綠色環(huán)保等特點，所以在通信電源領(lǐng)域具有非常廣泛的運用遠景。

2、與石墨負極相比，鈦酸鋰具有更高的嵌鋰電位，可有效避免金屬鋰的析出和鋰枝晶的形成。鈦酸鋰及嵌鋰態(tài)的Li7Ti5O12具有遠高于石墨的熱力學(xué)穩(wěn)定性，不易引起電池的熱失控，從而具有更高的安全性。

3、耐寬溫性能良好。鈦酸鋰電池在-40℃到70℃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。

鈦酸鋰電池負極資料的缺點

①鈦酸鋰電池電壓低，橡膠設(shè)備能量密度低，如今鈦酸鋰電池能量密度高也只能抵達約90wh/kg，而磷酸鐵鋰電池通常能抵達120wh/kg,三元鋰電池現(xiàn)已抵達200wh/kg。

②鈦酸鋰吸水性強，電池制作的環(huán)境懇求高、出產(chǎn)工藝要做相應(yīng)的更新、新工藝需求出資必要的設(shè)備與更高懇求的濕度控制（電池出產(chǎn)廠需求被輔導(dǎo)怎樣出產(chǎn)鈦酸鋰電池）、以及鈦酸鋰電池的應(yīng)用商場沒有充分翻開。

鈦酸鋰電池新型負極材料是一個非常重要的方向，鈦酸鋰具有一些其它負極材料無可比擬的優(yōu)點，作為鋰電池的負極材料有著巨大的研究價值和商業(yè)應(yīng)用潛力。

隨著對鈦酸鋰負極基礎(chǔ)研究的不斷深入，以鈦酸鋰為負極的鋰電池已逐漸開始實用化。經(jīng)過碳材料修飾改進后的鈦酸鋰，因具有更加優(yōu)異的倍率特性和表面化學(xué)特性，加之其固有的低溫性能、超高的循環(huán)壽命及安全性，未來將在混合動力汽車、柔性電子器件及大型儲能領(lǐng)域進一步擴大其應(yīng)用。