胡 飞，林明翔，刘曙光，闫雪生，褚永金，金 翼，杨 凯，黄学杰



锂离子储能电池Li4Ti5O12的失效分析

胡 飞1，林明翔1，刘曙光2，闫雪生2，褚永金2，金 翼2，杨 凯2，黄学杰1

（1中国科学院物理研究所，北京 100190；2中国电力科学研究院，北京100085）

钛酸锂作为储能电池负极材料，在长循环和安全性上有突出的表现。通过对室温1C和2C倍率下循环的三元+钴酸锂/钛酸锂储能电池拆解，结合SEM、FTIR、XRD和EIS等分析手段，发现造成容量衰减和阻抗增大的原因出现在正极，由于正极与电解液发生反应，在表面生成界面膜，并且循环过程中界面膜不稳定，进一步消耗活性锂离子导致。另外，对这款电池的产气分析发现，所产生气体的主要成分为CO2和C2H6，几乎不含有H2，原因可能是在制备电池过程中严格控制水分以及在电解液添加剂方面做了改进。

储能；钛酸锂；正极；产气；衰减

智能电网建设与新能源电力入网都需要储能技术，目前常见的储能技术包括抽水蓄能、压缩空气、飞轮、超导和电化学储能等[1]。电化学储能因能量密度大、转换效率高、建设周期短和选址适应性强等优点，最近几年发展迅速。其中锂离子电池因为良好的综合性能和较成熟的产业链，在电化学储能系统中越来越引起关注[2]。锂离子储能电池使用较多的体系是磷酸铁锂/石墨和三元/钛酸锂，前者目前在市场占主导地位。钛酸锂因为锂离子脱嵌过程零应变以及相对于锂1.5 V的高电压平台，在电池长循环和安全性上有突出的表现，正逐渐受到重视，而长循环与安全性也是储能电池需要具备的重要特性。……