鈦酸鋰離子電池技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展

自1991年鋰離子電池實(shí)現(xiàn)工業(yè)化以來(lái)，世界上電池的負(fù)極數(shù)據(jù)一直是石墨。摘要20世紀(jì)90年代末以來(lái)，鈦酸鋰因其優(yōu)異的性能被認(rèn)為是新型鋰離子電池的負(fù)極材料。例如，鈦酸鋰的晶體結(jié)構(gòu)在鋰離子鑲嵌和脫嵌過(guò)程中可以保持較高的穩(wěn)定性，晶格常數(shù)變化不大。

這種零應(yīng)變的電極數(shù)據(jù)極大地延長(zhǎng)了鈦酸鋰離子電池的循環(huán)壽命。鈦酸鋰具有尖晶石結(jié)構(gòu)的三維鋰離子彌散通道特性，具有良好的功率特性和高低溫功能。與碳負(fù)極數(shù)據(jù)相比，鈦酸鋰具有較高的電位(比金屬鋰高1.55v)，這導(dǎo)致電解液表面普遍存在固體和液體層，而碳負(fù)極基本沒(méi)有在鈦酸鋰表面形成。

更重要的是，在正常的電池電壓規(guī)劃中，鈦酸鋰表面難以形成鋰枝晶。這在很大程度上消除了鋰枝晶引起電池短路的可能性。因此，在筆者所見(jiàn)過(guò)的各種鋰離子電池中，以鈦酸鋰為負(fù)極的鋰離子電池的安全性是最高的。

業(yè)內(nèi)大多數(shù)人都聽(tīng)說(shuō)過(guò)鋰離子電池的循環(huán)，即鈦酸鋰代替石墨作為正極材料，可以持續(xù)數(shù)萬(wàn)倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于典型的鋰離子電池。

因?yàn)榇蠖鄶?shù)鋰專業(yè)人士從來(lái)沒(méi)有真正開(kāi)始制造鈦酸鋰離子電池，或者只是有幾次他們遇到了困難，最后什么都沒(méi)有得到。因此，他們沒(méi)有花一點(diǎn)時(shí)間去思考為何大多數(shù)傳統(tǒng)的鋰離子電池可以制造出完美的電池，卻只能維持1000到2000次的循環(huán)。

傳統(tǒng)鋰離子電池的一個(gè)基本組成部分石墨負(fù)極，難以承受高負(fù)荷，這是否是導(dǎo)致電池短循環(huán)壽命的根本原因?一旦石墨陽(yáng)極被尖晶石鈦酸鋰陽(yáng)極取代，同樣的鋰離子電池化學(xué)物質(zhì)可以循環(huán)數(shù)萬(wàn)甚至數(shù)十萬(wàn)次。

另一些人，當(dāng)許多人饒有興趣地談?wù)撯佀徜囯x子電池的低能量密度時(shí)，卻忽略了一個(gè)簡(jiǎn)單但重要的事實(shí)，即鈦酸鋰離子電池具有極長(zhǎng)的循環(huán)壽命、卓越的安全性、卓越的功率特性和卓越的經(jīng)濟(jì)性。這些特點(diǎn)將成為目前正在興起的鋰儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)大規(guī)模規(guī)劃的重要支柱。

近10年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)鈦酸鋰離子電池技術(shù)的研究如火如荼。其產(chǎn)業(yè)鏈可分為鈦酸鋰數(shù)據(jù)制備、鈦酸鋰離子電池生產(chǎn)和鈦酸鋰離子電池系統(tǒng)集成及其在電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能商城中的應(yīng)用。