鈦酸鋰電池(Li?Ti?O??,簡稱LTO)是一種以鈦酸鋰為負極材料的鋰離子電池,具有高安全性、長循環壽命和優異的快充性能,但能量密度較低。以下是其主要參數和特性:
負極材料:Li?Ti?O??(鈦酸鋰)
正極材料:常用LiMn?O?(錳酸鋰)、LiFePO?(磷酸鐵鋰)或三元材料(NMC)。
標稱電壓:2.4V(取決于正極材料,如LTO/LMO為2.4V,LTO/LFP為1.9V)。
工作電壓范圍:1.5V–2.7V(具體因正極材料而異)。
理論容量:175 mAh/g(基于鈦酸鋰負極)。
能量密度:
質量能量密度:50–110 Wh/kg(顯著低于石墨負極電池,如NMC三元電池的200+ Wh/kg)。
體積能量密度:100–200 Wh/L。
功率密度:3000–5000 W/kg(支持超高倍率充放電)。
循環壽命:10,000–20,000次(80%容量保持率,遠超石墨負極電池的1000–2000次)。
庫侖效率:> 99.9%(幾乎無副反應)。
熱穩定性:
分解溫度 > 300°C(石墨負極約60–120°C)。
無鋰枝晶生成,避免短路風險。
安全性:通過針刺、過充、高溫等濫用測試(不燃燒、不爆炸)。
工作溫度范圍:-40°C 至 +60°C(低溫性能優異)。
充電時間:可支持5C–10C快充(6–12分鐘充至80%)。
自放電率:< 2%/月(優于傳統鋰電)。
低能量密度:因鈦酸鋰的高電位(1.55V vs. Li?/Li)和較重分子量。
成本高:鈦原料和特殊工藝導致價格是石墨負極電池的1.5–2倍。
電動汽車快充巴士(如日本東芝SCiB電池)。
電網儲能(長周期循環需求)。
軍工/航天設備(極端溫度環境)。
啟停系統(頻繁充放電場景)。
參數 | 鈦酸鋰(LTO) | 石墨負極(如NMC) | 磷酸鐵鋰(LFP) |
---|---|---|---|
能量密度(Wh/kg) | 50–110 | 150–250 | 90–160 |
循環壽命(次) | 10,000+ | 1,000–2,000 | 2,000–5,000 |
快充能力 | 5C–10C | 1C–3C | 1C–3C |
低溫性能 | 優異 | 一般 | 中等 |
鈦酸鋰電池的核心優勢是超長壽命、超快充電和絕對安全,適合對能量密度要求不高但需高頻使用的場景。其參數設計需權衡能量密度與耐久性,是特種領域的理想選擇。