你知道锂离子电池负极材料中常见的钛酸锂的研究概况吗？

你知道锂离子电池负极材料钛酸锂的特点吗?随着全球多样化的发展，我们的生活也在不断变化着，包括我们接触的各种各样的电子产品，那么你一定不知道这些产品的一些组成，比如锂离子电池负极材料钛酸锂。

钛酸锂电池性能的提高是单一材料性能提高和关键材料有机结合的综合体现。具有尖晶石结构的钛酸锂由于其极高的循环寿命和安全特性，被认为是锂离子电池最有希望的负极材料之一。钛酸锂的尖晶石结构具有一定的锂离子容纳空间。一般来说，一个钛酸锂可以容纳3个锂离子。锂离子在充电和放电期间的嵌入和脱嵌对钛酸锂材料的结构几乎没有影响，因为钛酸锂的晶体结构几乎没有变化，并且该值仅从0.836nm增加到0.837nm。这种现象称为零应变，因此钛酸锂也称为零应变材料。

钛酸锂电池是用作锂离子电池负极材料的钛酸锂。它可以与锰酸锂，三元材料或磷酸铁锂结合形成一个2.4V或1.9V的锂离子二次电池。另外，它还可以用作正极，与金属锂或锂合金负极形成1.5V锂二次电池。由于钛酸锂的高安全性，高稳定性，长寿命和环保特性。钛酸锂电池的工作电压为2.4V，最大电压为3.0V，充电电流大于2C。

国际上对钛酸锂材料研究及产业化方面比较领先的有美国奥钛纳米科技公司、日本石原产业株式会社、英国庄信万丰公司等。其中美国奥钛生产的钛酸锂材料无论在倍率、安全性、长寿命及高低温等方面性能优异。国内在钛酸锂材料量产方面已有多家，如四川兴能、珠海银隆、湖州微宏、深圳贝特瑞、湖南杉杉等企业。

钛酸锂与石墨阳极相比，具有更高的锂嵌入潜能，可以有效防止金属锂的析出和锂枝晶的形成。钛酸锂具有比石墨高的热力学稳定性，并且不容易引起电池的热失控，因此具有较高的安全性。另外，钛酸锂还具有优异的低温性能，快速充电能力和高性价比，因此在大规模储能等领域具有良好的应用前景。

钛酸锂电池负极材料具有体积小，重量轻，能量密度高，密封性能好，无泄漏，无记忆效应，自放电率低，充放电快，循环寿命长，工作环境温度范围宽等优点。 安全性和稳定性绿色环保，因此在通信电源领域具有非常广阔的应用前景。钛酸锂电池可在高温和低温环境中安全使用。银龙钛酸锂电池材料的使用寿命长达30年，相当于汽车的寿命，而普通石墨负极材料的平均寿命仅为3-4年。从整个生命周期的角度来看，钛酸锂电池的成本较低。

随着钛酸锂负极的基础研究的不断深入，以钛酸锂为负极的锂离子电池已逐渐开始实用化。经过碳材料的改性和改良，钛酸锂具有更优异的速率特性和表面化学特性，再加上其固有的低温性能，超高循环寿命和安全性，将用于混合动力汽车，柔性电子设备和大型规模的储能领域进一步扩大了其应用范围。

2-3年后，钛酸锂电池材料必将成为新一代锂离子电池的负极材料，并将广泛用于新能源汽车，电动摩托车以及要求高安全性，高稳定性和长期使用的应用中。钛酸锂电池使用钛酸锂作为负极，与使用石墨作为负极的主流锂电池相比，钛酸锂的市场份额很小。在乘用车领域，钛酸锂电池和其他少数技术占据了3%的市场空间。

除了在安全、寿命方面的优势外，充电速度也是大规模储能比拼的重要指标。数据显示同等容量传统锂离子电池要充电2-4小时，而钛酸锂离子电池仅要6分钟，这被认为具有极强的调峰价值。钛酸锂的高倍率性能能够供应3C配置系统，为用户供应一个最小规模的高倍率系统完成调频等辅助服务，瞬间供应大倍率的输入/输出。

在研究设计过程中，一定会有这样或着那样的问题，这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验，这样才能促进产品的不断革新。