浅谈电动汽车新型锂离子电池-钛酸锂电池（LTO）

钛酸锂电池（LTO）是一种以钛酸锂为正极材料的锂离子电池，具有高安全性、稳定性强、性能优异、循环寿命长、环境友好等特点。

1  什么是 LTO 电池？

钛酸锂电池（Li4Ti5O12）是一种以钛酸锂为正极材料的锂离子电池。电池行业简称 LTO 电池，它具有安全性高、稳定性强、性能优异、循环寿命长、环境友好等特点，已被广泛应用。它具有自放电低、安全性高、循环寿命长、工作温度范围宽、充放电速度快等特点。

钛酸锂（Li4Ti5O12）技术是锂电池技术的未来趋势。钛酸锂电池的循环寿命超过 20000 次，并具有快速充放电特性。LTO 电池比市场上的铅酸电池、锂离子电池和其他类型的电池能更好地应对低温环境。

2  LTO 电池的优点

良好的安全性和稳定性

钛酸锂离子电池的电位高于金属锂，不易产生锂枝晶，放电电压稳定，因此提高了锂电池的安全性能。经测试发现，钛酸锂电池在针刺、挤压、短路等严酷试验下，不冒烟、不起火、不爆炸，安全性远高于其他锂电池。

优异的快速充电性能

与碳负极材料相比，钛酸锂电池具有更高的锂离子扩散系数，可实现高速充放电。在大大缩短充电时间的同时，对循环寿命的影响很小，热稳定性也很强。钛酸锂电池可在十分钟左右充满电。

钛酸锂的化学扩散系数（一般为 2×10-8cm2/s）比碳负极材料大一个数量级。高扩散系数赋予了钛酸锂电池比其他碳负极材料充放电速度更快、周期更长的能力。

循环寿命长

从目前锂电池技术的发展来看，钛酸锂电池是锂电池中寿命最长、安全性最高的电池。从寿命周期来看，普通锂离子电池约为 1000-2000 次循环，而钛酸锂电池为 10000-20000 次循环。

钛酸锂也被称为 "零应变材料"。这一特性对于电极材料来说意义重大，它可以避免材料在充放电过程中因膨胀和收缩而导致的结构变化，从而提高电极的性能，减少容量的显著衰减，延长电池的使用寿命。

应用温度范围宽

钛酸锂电池的三维尖晶石结构具有独特的三维锂离子扩散通道，因此与其他锂电池相比，钛酸锂电池还具有更好的高低温特性。它可以在零下 50 ℃ 至 60 ℃ 正常充放电。无论是在寒冷的北方，还是在炎热的南方，车辆电池都不会受到温度的影响，消除了用户的后顾之忧。

低温放电特性特别适用于军工产品、航空航天工业、极地科学考察、医疗器械和其他对低温性能有特殊要求的极寒应用领域。

3 LTO 电池的缺点

钛酸锂（LTO）材料用作电池负极材料时，在充放电循环过程中与电解液反应容易产生气体。因此，普通钛酸锂电池容易胀气，导致电池鼓包。锂离子电池一旦鼓胀，正负极之间的接触就不再紧密，电池的内阻就会大大增加，电池的循环性能就会急剧下降。

另一方面，钛酸锂电池的能量密度在锂电池中相对较低，而且钛酸锂电池的容量比会高速衰减。然而，钛酸锂电池具有快速充电的优势。随着充电设施的大面积覆盖，装有钛酸锂电池的电动汽车可以随时随地充电，对钛酸锂电池的能量密度要求也将降低。同时，钛酸锂电池具有优于碳负极电池的超长循环寿命，可以降低客户的平均成本。

4 LTO 电池的未来趋势

对于电动汽车能源而言，电池的可靠性和耐用性至关重要。由于钛酸锂电池具有高安全性、高稳定性、长寿命和环保等优点，必将成为新一代锂离子电池，广泛应用于新能源汽车、电动摩托车和一些对安全性、灵活性、高稳定性和长寿命有较高要求的高端应用领域。