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钛酸锂优缺点
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 电化学-电池材料 | 锂电资源共享 | 锂离子电池专题（技术答疑） | 正负极材料 |
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CCTchenxi
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【答案】应助回帖
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drose: 金币+1, ★有帮助 2012-05-21 10:41:51
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作为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。可以预见：钛酸锂材料在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。钛酸锂电池工作电压2.4V，最高电压3.0V，充电电流大达2C。 钛酸锂电池组成 正极：磷酸铁锂、锰酸锂或三元材料、镍锰酸锂。 负极：钛酸锂材料。 隔膜：现在以碳作负极的锂电池隔膜。 电解液：以碳作负极的锂电池电解液。 电池壳：以碳作负极的锂电池壳。 钛酸锂电池的优点 采用电动车辆取代燃油车辆是解决城市环境污染的最佳选择，其中锂离子动力电池引起了研究者的广泛关注.为了满足电动车辆对车载铿离子动力电池的要求，研制安全性高、倍率性能好且长寿命的负极材料是其热点和难点。 目前，商业化的锂离子电池负极主要采用碳材料，但以碳做负极的锂电池在应用上仍存在一些弊端： 1、过充电时易析出锂枝晶，造成电池短路，影响锂电池的安全性能; 2、易形成SEI膜而导致首次充放电效率较低，不可逆容量较大; 3、即碳材料的平台电压较低(接近于金属锂)，并且容易引起电解液的分解,从而带来安全隐患。 4、在锂离子嵌入、脱出过程中体积变化较大，循环稳定性差。 与碳材料相比，尖晶石型的Li4Ti5012具有明显的优势： 1、它为零应变材料，循环性能好； 2、放电电压平稳，而且电解液不致发生分解，提高锂电池安全性能； 3、与炭负极材料相比，钛酸锂具有高的锂离子扩散系数(为2*10-8cm2/s)，可高倍率充放电等。 4、钛酸锂的电势比纯金属锂的高，不易产生锂晶枝，为保障锂电池的安全提供了基础。 钛酸锂电池国内外应用动态 日本一公司生产的“Scib”锂电池，负极就是钛酸锂材料，已经批量应用与“EV--neo”电动摩托车上。 国内珠海银通新能源有限公司于2009年底已经批量生产钛酸锂电池应用与储能方面，并且于2010年11月以3.25亿元控股51%收购了全球钛酸锂技术领先的美国Nasdaq上市公司ALTI。1年前才开始涉足电池业务的中国企业通过收购美国企业来提高技术实力。可以说，这种做法最直接地表现了当今中国企业的来势凶猛的势头。上演中国电池业跨国收购第一案。 国内现在有很多研究单位在推进Li4Ti5012负极材料的研究，如天津大学、天津电源研究所、北京科技大学、厦门大学、武汉大学、中科院成都某所等都在做这方面的研究。 上述内容摘自电池论坛，希望对楼主有帮助~~ |
10楼2012-05-19 11:00:29
luckyawf
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2楼2012-05-18 17:24:16
tanglianxing
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【答案】应助回帖
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drose: 金币+2 2012-05-18 19:47:42
seagrove: 金币+3, ECEPI+1, 总结的不错 奖励哦~ 2012-05-20 21:10:40
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首先讲优点： 1、结构稳定，充放电过程中基本不发生变化，因此被称为“零应变”材料 2、由于其结构稳定带来的优点就是循环性能超好，随随便便做5000次循环没有问题 3、高倍率性能优异，主要是因为目前这种材料基本都做成纳米级的，因此具有非常好的倍率充放电性能 4、对于电解液选择性较强，由于其电压平台相对Li/Li+在1.55V左右，因而许多常规电解液中的成膜添加剂基本没有什么用处了；另外该材料表面也不存在如石墨表面的SEI，其倍率性能较好也同这点有一定的关系。 5、对于负极集流体的选择更多，可以采用铝箔作为集流体 再说缺点： 首先是材料纳米化之后，比表面积非常大，比较难分散，特别是材料同导电剂均匀地分散是一个问题；一般需要特殊的高速分散机才行 其次，由于其电压平台相对于Li高了，导致其最终同正极材料组成的成品电池工作电压较低，从而影响电池能量密度，并且其容量本身也较石墨底，更进一步降低了其能量密度 再次，纳米材料吸水性非常强，制作该材料的电池对于环境控制要求非常高，特别是水分的控制，如果控制水分不好，对其循环性能影响非常大，实际循环性能做不到理论循环次数 再再，同样是由于其吸水，如果控制不好电池中产气非常严重。 |
3楼2012-05-18 17:28:21
前线轨道9799
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【答案】应助回帖
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drose: 金币+2 2012-05-18 19:47:48
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优点：1、零应变材料，理论上无循环寿命限制，实际上钛酸锂电池循环已经上3万次以上； 2、1.55V插锂电位，不形成SEI膜，不会析锂，跟其它正极材料匹配也不会析出其它金属枝晶（例如金属锰枝晶）； 3、锂离子扩散速率比石墨高十倍以上，不但可以快放还可以快充。 缺点：1、1.55V电位，使得与正极匹配时的电池的输出电压较低，电池的能量密度较低； 2、新材料，作为负极应用需要解决一系列新问题，比如高温下循环中的产气及自放电等问题。 |
4楼2012-05-18 17:32:25
