钛酸锂电池的优势是什么？它能替代锂离子电池吗？
来源：宝鄂实业
2019-10-15 23:03
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启停电池对于电芯来说，它的基本要求就是电芯具有较高的倍率、较宽的温度范围和较长的循环寿命。目前市面上90%启停电池都是被铅酸电池所占据，但是铅酸电池目前还存在一些问题，如环境不友好、低温放电性能差、能量密度偏低、循环寿命差等。
作为铅酸电池的替代者，锂离子电池也面临着一些挑战，如高倍率充放电性能、安全性和成本问题。市面上锂离子电池负极基本上是以石墨为主，然而石墨负极存在几个问题，首先就是石墨的锂离子扩散系数比较低，所以导致石墨负极锂离子产品倍率性能不是特别理想;
二是循环寿命，石墨负极在脱嵌锂的过程中会发生一定的体积膨胀，一般在10%左右，同时石墨负极在表面形成的SEI膜在充放电过程中是一个不断消耗和修复的动态变化过程，所以说使用石墨负极的电池循环容量衰减问题还有待克服;
三是安全考虑，石墨负极脱嵌电位平台在0.1～0.15V左右，很容易在低温或高倍率下形成锂析出，导致安全事故，另一点就是嵌锂态石墨负极本身就是活性非常高的物质，在电池发生热失控的时候它本身具有很高的不安全因素。
作为石墨负极的一个替代品，钛酸锂负极有以下优点，一是较高的锂离子扩散系数，目前根据钛酸锂的不同合成方法可以做到锂离子扩散系数10-7至10-9，从而保证了钛酸锂这个材料的高倍率性能;二是钛酸锂具有超长的循环寿命性以能，由于钛酸锂材料在脱嵌锂的过程当中晶格的尺寸变化非常小，被誉为是零应变材料，所以循环寿命非常长;三是安全性方面，钛酸锂对锂的脱嵌电位1.55V左右，在充放电和低温下很难形成锂枝晶，对钛酸锂本身来说也是比较稳定的物质，在安全方面具有得天独厚的优势。
超威创元在钛酸锂基启停电池设计方面首先从材料体系进行选择，在材料方面主要是选择小粒径的钛酸锂，通过合理的包覆和掺杂改性，以提高钛酸锂的锂离子扩散系数和导电性为主要目的，并且解决它在电芯制成过程中的加工问题。
在电解液和多孔薄膜方面，我们也做了一定的优选，选择高孔隙率并具有高强度的隔膜，电解液综合考虑了锂离子在常温和低温下的传导速率。
在启停电池的测试方面，超威创元的企业标准是基于VDA标准和国标31484-6来建立的，在一些关键性的指标方面我们企业标准是严于VDA标准的，比如说低温性能和循环寿命，安全测试上参照国标来进行。
作为铅酸电池的替代者，锂离子电池也面临着一些挑战，如高倍率充放电性能、安全性和成本问题。市面上锂离子电池负极基本上是以石墨为主，然而石墨负极存在几个问题，首先就是石墨的锂离子扩散系数比较低，所以导致石墨负极锂离子产品倍率性能不是特别理想;
二是循环寿命，石墨负极在脱嵌锂的过程中会发生一定的体积膨胀，一般在10%左右，同时石墨负极在表面形成的SEI膜在充放电过程中是一个不断消耗和修复的动态变化过程，所以说使用石墨负极的电池循环容量衰减问题还有待克服;
三是安全考虑，石墨负极脱嵌电位平台在0.1～0.15V左右，很容易在低温或高倍率下形成锂析出，导致安全事故，另一点就是嵌锂态石墨负极本身就是活性非常高的物质，在电池发生热失控的时候它本身具有很高的不安全因素。
作为石墨负极的一个替代品，钛酸锂负极有以下优点，一是较高的锂离子扩散系数，目前根据钛酸锂的不同合成方法可以做到锂离子扩散系数10-7至10-9，从而保证了钛酸锂这个材料的高倍率性能;二是钛酸锂具有超长的循环寿命性以能，由于钛酸锂材料在脱嵌锂的过程当中晶格的尺寸变化非常小，被誉为是零应变材料，所以循环寿命非常长;三是安全性方面，钛酸锂对锂的脱嵌电位1.55V左右，在充放电和低温下很难形成锂枝晶，对钛酸锂本身来说也是比较稳定的物质，在安全方面具有得天独厚的优势。
超威创元在钛酸锂基启停电池设计方面首先从材料体系进行选择，在材料方面主要是选择小粒径的钛酸锂，通过合理的包覆和掺杂改性，以提高钛酸锂的锂离子扩散系数和导电性为主要目的，并且解决它在电芯制成过程中的加工问题。
在电解液和多孔薄膜方面，我们也做了一定的优选，选择高孔隙率并具有高强度的隔膜，电解液综合考虑了锂离子在常温和低温下的传导速率。
在启停电池的测试方面，超威创元的企业标准是基于VDA标准和国标31484-6来建立的，在一些关键性的指标方面我们企业标准是严于VDA标准的，比如说低温性能和循环寿命，安全测试上参照国标来进行。
