中文名称：新型钛酸锂

CAS：12031-95-7

分子式：Li4Ti5O12

分子量：459.1448

颜色：白色

新型钛酸锂为“零张力”材料，使电池寿命大大延长，充放电循环可达数千次以上。新研发的钛酸锂负极材料与锰酸锂正极材料的新型电池组已应用于风光互补的环保绿色照明系统之上。“传统的太阳能路灯用于储电的锂电池每两年就要更换一次，而用新型材料制成的锂电池使用寿命可达15年。

”新型钛酸锂电极材料还可用于制造大型储能、动力锂电池，新型锂电池冲放次数远远高于传统锂电池。电动汽车也正是由于蓄电池存在问题而难以得到推广，比如普通的电动汽车可能使用两年后便需要换电池，而使用新型锂电池则可以使用至少10年以上，使电动汽车成本大大降低。 Li4Ti5O12是一种由金属锂和低电位过渡金属钛的复合氧化物，属于AB2X4系列，可被描述成尖晶石固溶体。

其空间点群为Fd3m空间群，晶胞参数a为0.836nm，为不导电的白色晶体，在空气中可以稳定存在。结构类似于反尖晶石:在一个晶胞中，32个氧负离子O2.按立方密堆积排列，占总数3/4的锂离子Li+被四个氧离子紧邻作正四面体配体嵌入空隙，其余的锂离子和所有钛离子Ti4+(原子数目1:5)被六个氧离子紧邻作正八面体配体嵌入空隙，因此其结构可以表示为Li[Li1/3Ti5/3]O4，Li4Ti5O12稳定致密的结构可以为有限的锂离子提供进出的通道。Li4Ti5O12固有的电子电导率为10-9S/CM

Li4Ti5O12最大的特点就是其“零应变性”。所谓“零应变性”是指其晶体在嵌入或脱出锂离子时晶格常数和体积变化都很小，小于1%。在充放电循环中，这种“零应变性”能够避免由于电极材料的来回伸缩而导致结构的破坏，从而提高电极的循环性能和使用寿命，减少循环带来的比容量衰减，具有非常好的耐过充、过放特征。 钛酸锂材料理论比容量为175 mAh g-1，实际比容量大于160mAh g-1。钛酸锂材料有独特的优势如：

1.具有循环寿命长，高稳定性能；

2. 放电平台可达1.55V，且平台非常平坦；

3. Li4Ti5O12是一种“零应变材料”，锂离子具有很好的迁移性；

4. 这种零应变性使其在锂电池负极材料中倍受关注。

钛酸锂产品的技术指标： 项目 单位测量值检查械器型式D10μm0.63Malvern仪器公司MASTERSIZER2000D50μm1.44D90μm2.43振实密度g/ml1.68Quantachrome UPYC1000首次容量mAh/g166.34半电池测试柜首次效率%98 1.它为零应变材料，循环性能好；

2.放电电压平稳，而且电解液不致发生分解，提高锂电池安全性能；

3.与炭负极材料相比，钛酸锂具有高的锂离子扩散系数(为2 *10-8cm2/s)，可高倍率充放电等；

4.钛酸锂的电势比纯金属锂的高，不易产生锂晶枝，为保障锂电池的安全提供了基础。 1.比容量比其他的金属基材料低很多。理论容量175mAh/g；

2.导电性差，大电流放电极化比较严重，因而高倍率下性能不佳；

3.作为电池材料其振实密度比较低，单位体积的容量较小。

钛酸锂优点:

1，零应变负极，结构稳定，可以承受很大的倍率，和超长的寿命（或者说负极材料自身不会成为影响寿命的短板）

2，电位高，最低电位高于析锂电位，不用担心析锂造成的安全风险

3，材料自身的热分解温度高，安全性好

4，温区大，尤其是低温性能好，可以-40℃。

钛酸锂缺点

1，最致命的缺点，贵。钛白粉和石墨，可以感觉一下。电池价格比铁锂＋石墨的贵3倍以上

2，无应变材料，压实密度低。同时电压高，导致全电池电压平台低。最终导致能量密度过低。钛酸锂＋三元，对应能量密度大概不到100wh/kg，对应的石墨＋三元可以做到200wh/kg。钛酸锂＋铁锂和石墨＋铁锂的

3，同等能量密度下的安全性。要做到同等能量密度，钛酸锂＋高镍和石墨＋铁锂比，安全性会更差。虽然钛酸锂自身安全性好，但是瓶颈会变成别的（如正极）

4，产气。钛酸锂表面无法形成SEI膜，电解液不停的与负极发生副反应，会持续产气，且只能减缓无法消除。这就导致了两个:a，无法做软包。（有人说银隆有软包，他们这么做只是为了能量密度，且在后面的规划中已经砍掉）。b，过量产气会影响寿命和安全。实验室中虽然有两万多次的循环，批量的时候没有敢承诺两万次的（除非过度承诺）。相比目前top厂家的铁锂已经可以承诺万次循环，没有优势。过量产气，会影响防爆阀之类安全装置的设计，有潜在提前爆阀或者爆阀压力设计过高的隐患。

4，倍率上没有明显优势。目前快充铁锂已经可以做到5-6C充放，基本达到钛酸锂电池目前的水平。钛酸锂的优势区间在5-10C，但是这个时候热、充电器以及正极都会成为瓶颈。

5，（综合）应用空间小。根据上面的优缺点对比，可以看出，钛酸锂明显占优的地方是低温性能。但是温度在-30℃以上的环境中，综合性能（价格＋充电能力，暂不考虑能量密度）和铁锂＋石墨＋辅热装置相比没有优势（或者价格高），加上能量密度的劣势，很难在PK中胜出。这就也是银隆最近市场表现不好的原因之一。在-40℃左右的温度下有优势，但是应用场景实在少，只能在东北西伯利亚自己部分军工场景有优势，总体市场不大

钛酸锂的优劣势综上所述，可以看出，钛酸锂只是一种看起来很美好的东西，实际应用场景及前景有限。毕竟在没有明显性能差距的情况下，价格才是王道。