黎明旭，刘 艺，钱 龙，王海涛

( 深圳市沃特玛电池有限公司，广东 深圳 518118 )

不同正极活性物质的钛酸锂负极锂离子电池

黎明旭，刘 艺，钱 龙，王海涛

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采用4种正极活性物质，设计32650型4.0 Ah钛酸锂(Li4Ti5O12)负极锂离子电池，评估充放电倍率性能、放电温升、低温放电性能、循环性能和安全性能。尖晶石镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4)正极电池的电压平台高(3.15 V)，-20 ℃下的1C放电(3.3～2.0 V)容量是常温时的83.16%，比能量为74.57 Wh/kg；磷酸铁锂(LiFePO4)正极电池的电压平稳(1.70 V)，适用于对电压要求严格的领域。三元材料正极电池中，镍钴锰酸锂(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)正极电池的各项性能较优，3C循环3 486次的容量保持率为102.58%，可用于快充领域；镍钴铝酸锂(LiNi0.8Co0.15Al0.05O2)正极电池更适合于储能领域。

锂离子电池； 钛酸锂(Li4Ti5O12)； 高电压材料； 电化学性能； 快速充电

传统的石墨负极电池体系随着比能量的提高，存在安全隐患，在循环过程中，体积膨胀、结构被破坏，因锂析出造成不可逆容量损失，无法满足高倍率长期循环的要求。

以钛酸锂(Li4Ti5O12)为负极活性物质的锂离子电池，具有良好的高倍率、长期循环和安全性能，原因是Li4Ti5O12为“零应变”材料，在脱嵌锂过程中的体积变化小、结构稳定[1]；Li4Ti5O12的尖晶石结构，具有三维Li+通道，Li+扩散系数比传统负极石墨高一个数量级，可提高电池的倍率性能；嵌锂电位较高，为1.55 V(vs. Li/Li+)；不会因锂析出造成可逆容量损失。相比于传统石墨负极，Li4Ti5O12负极的循环性能好，常温3C循环寿命可达上万次，可实现高倍率快速充放电[2]，但Li4Ti5O12负极锂离子电池的电压偏低，比能量较低，无法满足新能源汽车的要求。……