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鈦酸鋰電池的參數及特性

文章出處:公司動態 責任編輯:東莞杉茂電子科技有限公司 發表時間:2025-04-23
  

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:

1. 基本電化學參數

  • 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)。


2. 性能參數

  • 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)。

3. 環境與安全特性

  • 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)。

4. 快充與效率

  • 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)。

5. 缺點

  • 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。

6. 典型應用場景

  • 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)。

7. 對比其他鋰電技術

參數鈦酸鋰(LTO)石墨負極(如NMC)磷酸鐵鋰(LFP)
能量密度(Wh/kg)50–110150–25090–160
循環壽命(次)10,000+1,000–2,0002,000–5,000
快充能力5C–10C1C–3C1C–3C
低溫性能優異一般中等

總結

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。

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