钛酸锂电池技术及钛酸锂电池与磷酸铁锂电池的优劣比较钛酸锂电池.pdfVIP

钛酸锂电池技术及钛酸锂电池与磷酸铁锂电池的优劣比较 钛酸锂电池优势：超高安全性（不易燃不易爆）、超长 寿命、高低温工作范围宽 （-40～65℃）、高功率；另外， 钛酸锂负极的集流体是铝，而非昂贵的铜。 钛酸锂电池劣势：1.钛酸锂电池电压低 （正极三元，负 极钛酸锂，单体电池电压2.3V），能量密度低，目前钛酸锂 电池能量密度最高也只能达到约90 wh/kg，而磷酸铁锂电池 一般能达到120 wh/kg,三元锂电池已经达到200 wh/kg。2. 钛酸锂电池价格高 （生产成本高，湿度控制要求高），每瓦 时9 元左右，与磷酸铁锂电池、三元锂电池每瓦时2 元左右 的差距也是很大的。3. 钛酸锂吸水性强，电池制作的环境 要求高、生产工艺要做相应的更新、新工艺需要投资必要的 设备与更高要求的湿度控制（电池生产厂需要被指导如何正 确生产钛酸锂电池）、以及钛酸锂电池的应用市场尚未充分 打开（需要让市场用户及政策制定者充分了解钛酸锂系统的 优势） 银隆软包电池LTP20 技术参数 钛酸锂电池技术整理的资料如下： 一、钛酸锂电池技术在国内外的发展状况 自从锂离子电 池在1991 年产业化以来，电池的负极材料一直是石墨（包 括人造及天然石墨）在一统天下。钛酸锂作为新型锂离子电 池的负极材料由于其多项优异的性能而受到重视开始于20 世纪90 年代后期。比如钛酸锂材料在锂离子的鑲嵌及脱嵌 过程中晶体结构能够保持高度的稳定性，晶格常数变化很小 （体积变化 l％）。这个“零应变”电极材料极大地延长 了钛酸锂电池的循环寿命。钛酸锂具有尖晶石结构所特有的 三维锂离子扩散通道，具有功率特性优异和高低温性能佳等 优点。与碳负极材料相比，钛酸锂的电位高（比金属锂的电 位高1.55V），这就导致通常在电解液与碳负极表面上生长 的固液层（SEI）在钛酸锂表面基本上不形成。更重要的是 在正常电池使用的电压范围内锂枝晶在钛酸锂表面上难以 生成。这就在很大程度上消除了由锂枝晶在电池内部形成短 路的可能性。所以钛酸锂为负极的锂离子电池的安全性是目 前笔者见到的各种类型的锂离子电池中最高的。业内人士大 多数都听说过由钛酸锂取代石墨作为锂电负极材料的锂电 循环寿命可达数万次，远高于常见的传统锂离子电池，仅循 环几千次就寿终正寝了。 由于多数专业锂电人士从来没有真正动手制作过钛酸 锂电池产品，或者只是做过几次遇到困难（如胀气）就草草 收场。所以他们没能静下心来仔细思考一下，为什么大部分 制作完美的传统锂离子电池通常只能完成1 千～2 千次充放 电循环寿命？传统锂离子电池循环寿命短的根本原因中是 否源于其中的某一个基本组件 - 石墨负极难堪重负呢？一 旦将石墨负极替换成尖晶石型钛酸锂负极之后，基本相同的 锂离子电池化学体系就能循环到几万乃至几十万次。另外， 在很多人津津乐道地谈论钛酸锂电池的能量密度偏低时，却 忽略了一个简单而重要的事实：那就是钛酸锂电池超长的循 环寿命、不同凡响的安全性、优异的功率特性以及良好的经 济性。这些特性却将会是成就目前正在崛起的大规模锂电储 能产业的重要基石。 近10 多年来，国内外对钛酸锂电池技术的研究可谓是 风起云涌。其产业链可分为钛酸锂材料制备、钛酸锂电池生 产与钛酸锂电池系统的集成及其在电动车及储能市场的应 用。 １.钛酸锂材料 国际上对钛酸锂材料研究及产业化方面 比较领先的有美国奥钛纳米科技公司（以下简称“美国奥 钛”）、日本石原产业株式会社（简称“石原产业”）、英 国庄信万丰公司（简称“庄信万丰”）等。其中美国奥钛生 产的钛酸锂材料无论在倍率、安全性、长寿命及高低温等方 面性能优异。但是由于生产方法过于冗长精细导致生产成本 偏高，使其在商业化推广上难度较大。石原产业是亚洲最大 的钛白粉制造商之一，公司在日本、新加坡、台湾均有生产 基地。石原产业充分利用其充沛的原材料资源，以湿法工艺 成功地开发了多款低成本、高倍率、不同颗粒度的钛酸锂产 品。其性能相似的产品在价格比较美国奥钛的钛酸锂材料有 较大的优势，但比中国国内的产品则稍逊一筹。庄信万丰接 手了原德国南方化学公司拥有的磷酸铁锂等材料，但在钛酸 锂材料的研发与生产方面投入不足，产品质量难以稳定。 国内在钛酸锂材料量产方面已有多家，如四川兴能新材 料有限公司（简称 “四川兴能”）、河北银隆新能源有限公 司（简称 “河北银隆”）、湖州微宏动力有限公司（简称“湖 州微宏”）、深圳贝