鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2266次 | 2021年04月14日
什么是鈦酸鋰離子電池?鈦酸鋰離子電池的介紹以及優(yōu)缺點(diǎn)
鈦酸鋰離子電池是一種用作鋰離子電池負(fù)極材料-鈦酸鋰,可與錳酸鋰、三元材料或磷酸鐵鋰等正極材料組成2.4V或1.9V的鋰離子二次電池。此外,它還可以用作正極,與金屬鋰或鋰合金負(fù)極組成1.5V的鋰二次電池。由于鈦酸鋰的高安全性、高穩(wěn)定性、長壽命和綠色環(huán)保的特點(diǎn)。鈦酸鋰材料作為新一代鋰離子電池的負(fù)極材料而被廣泛應(yīng)用在新能源汽車、電動摩托車和要求高安全性、高穩(wěn)定性和長周期的應(yīng)用領(lǐng)域。
鈦酸鋰離子電池組成
正極:磷酸鐵鋰、錳酸鋰或三元材料、鎳錳酸鋰。
負(fù)極:鈦酸鋰材料。
隔膜:以碳作負(fù)極的鋰離子電池隔膜。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電解液:以碳作負(fù)極的鋰離子電池電解液。
電池殼:以碳作負(fù)極的鋰離子電池殼。
鈦酸鋰離子電池介紹_鈦酸鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)
鈦酸鋰離子電池特性
鈦酸鋰(LTO)材料在電池中作為負(fù)極材料使用,由于其自身特性的原因,材料與電解液之間容易發(fā)生相互用途并在充放循環(huán)反應(yīng)過程中出現(xiàn)氣體析出,因此普通的鈦酸鋰離子電池容易發(fā)生脹氣,導(dǎo)致電芯鼓包,電性能也會大幅下降,極大地降低了鈦酸鋰離子電池的理論循環(huán)壽命。測試數(shù)據(jù)表明,普通的鈦酸鋰離子電池在經(jīng)過1500-2000次左右的循環(huán)就會發(fā)生脹氣的現(xiàn)象,導(dǎo)致無法正常使用,這也是制約鈦酸鋰離子電池大規(guī)模應(yīng)用的一個(gè)重要原因。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
鈦酸鋰(LTO)電池性能改進(jìn)是單個(gè)材料的性能的提升以及各關(guān)鍵材料的有機(jī)整合的綜合體現(xiàn)。針對快速充電與長使用壽命的要求,除負(fù)極材料以外,還要針對鋰離子電池的其他關(guān)鍵原材料(包括正極材料、隔膜、以及電解液),同時(shí)結(jié)合特殊的工程化工藝相關(guān)經(jīng)驗(yàn),最終形成了不脹氣的鈦酸鋰LpTO電池產(chǎn)品,并首先實(shí)現(xiàn)了在電動公交客車上的批量應(yīng)用。
測試數(shù)據(jù)表明,在6C充電,6C放電,100%DOD的條件下,鈦酸鋰LpTO單體電池的循環(huán)壽命超過25000次,剩余容量超過80%,同時(shí)電芯出現(xiàn)的脹氣現(xiàn)象不明顯,不影響其壽命;而重慶快速充電純電動公交的實(shí)際應(yīng)用情況也表明,在電池成組以后,電性能的表現(xiàn)也相當(dāng)優(yōu)異,可以保證純電動公交客車的日常商業(yè)化運(yùn)營。
鈦酸鋰離子電池介紹_鈦酸鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)
鈦酸鋰離子電池優(yōu)點(diǎn)
1、安全性好:電動汽車電池最重要的一點(diǎn)就是要高安全性,鈦酸鋰由于其平衡電位高,不會在負(fù)極形成鋰枝晶,而具有很好的安全性。
2、循環(huán)性能好:由于其是零應(yīng)變材料,而不會在充放電過程中發(fā)生結(jié)構(gòu)的變化,具有非常優(yōu)越的循環(huán)性能。
3、可以快速充放電:鋰離子在鈦酸鋰晶體中的擴(kuò)散系數(shù)是2×10-8cm-2/s,比石墨負(fù)極多一個(gè)數(shù)量級,可以快速充放電,快速充電能力是考察電動汽車電池的一個(gè)重要指標(biāo)。
4、工作溫度范圍為-30℃~60℃:低溫下鋰的嵌入及脫出能力都會下降,尤其是嵌入能力,鈦酸鋰負(fù)極在-30℃下充電也不會出現(xiàn)導(dǎo)致短路或使負(fù)極惡化的鋰枝晶出現(xiàn),這是石墨負(fù)極無法做到的,在廣泛的環(huán)境下能夠快速充電和放電,適用于車載用途。
5、自放電?。赫龢O采用常規(guī)型錳酸鋰,負(fù)極用鈦酸鋰的電池,60度存儲28天容量剩余率88%,容量恢復(fù)率95%以上。
鈦酸鋰離子電池介紹_鈦酸鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)
鈦酸鋰離子電池缺點(diǎn)
1、相對其他類型的鋰離子動力鋰電池能量密度會低一些。
2、脹氣問題一直阻礙著鈦酸鋰離子電池的應(yīng)用。
3、相對其他類型的鋰離子動力鋰電池價(jià)格偏高。
4、電池一致性仍存在差異,隨著充放電次數(shù)的新增電池一致性差異會逐漸增大。
鈦酸鋰離子電池應(yīng)用前景
鈦酸鋰離子電池介紹_鈦酸鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)
鈦酸鋰負(fù)極鋰離子電池將會在以下領(lǐng)域得到發(fā)展:
(1)取代鋅錳、堿錳一次電池,為社會節(jié)約財(cái)富;
(2)取代鎳鎘、鎳氫小型二次電池,經(jīng)久耐用;
(3)電動自行車和電動摩托車動力鋰電池;
(4)取代5安時(shí)鎳氫電池,用于HEV汽車;
(5)輕型專用汽車和小型上下班用車;
(6)家庭和電網(wǎng)儲能電。
RICOH推出的適合4.2V鋰離子電池的保護(hù)芯片,其過充保護(hù)電壓是4.35V+/-0.05V,日本精工SIEKO推出的8241系列中適合4.2V鋰離子電池的保護(hù)芯片,其過充保護(hù)電壓是4.275V+/-0.025V
而鋰離子電池充飽的時(shí)候,其電池電壓應(yīng)該落在4.20V+/-0.04V之間,并沒有觸發(fā)保護(hù)線路動作.之所以廠家說明長時(shí)間充電不會過充是因?yàn)槭謾C(jī)的充電管理確保在電池電壓已經(jīng)到達(dá)4.20V以后不會繼續(xù)充電.而是保持監(jiān)視狀態(tài).
等到了過充保護(hù)的電壓,比如4.275V,這個(gè)鋰離子電池已經(jīng)是過充了,此時(shí)保護(hù)線路才被切斷.防止進(jìn)一步過充的危險(xiǎn).