钛酸锂系列锂离子电池相关参数

钛酸锂系列锂离子电池

相关参数

IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

钛酸锂系列锂离子电池相关参数

一、钛酸锂电池的概述

作为锂离子电池负极材料-钛酸锂，可与锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等正极材料组成 V或的锂离子二次电池.此外，它还可以用作正极，与金属锂或锂合金负极组成 V的锂二次电池。由于钛酸锂的高安全性、高稳定性、长寿命和绿色环保的特点。可以预见：钛酸锂材料在2－3年后，一定会成为新一代锂离子电池的负极材料而被广泛应用在新能源汽车、观光车、电动自行车摩托车和要求高安全性、高稳定性和长周期储能等电池的应用领域。

二、单体电池的特点

1、独立单电池对流散热结构，能更有效低避免过热相互影响；

2、单电池独立定位支点结构，能有效防止电池在振动环境产生串动，避免了串动的摩擦破坏电池外层绝缘隔离，避免累积性的挤压效应，消除了相互挤压造成电池内部受挤压损坏电池隔膜造成危险。

三、单体电池技术参数

四、电池组模块技术参数

五、电池组模块结构特点：

1. 无框架连接固定结构，有效提高体积比能量密度；

2. 联接电极防水结构，能有效改善导电接触点氧化产生的接触电阻；

3. 弹性补偿抗震串联接电结构，能防止震动环境造成的接触不良；

4. 非焊接引线结构，能避免焊接高温产生对极耳电极密封破坏；

5. 内压恒压结构，保持电池稳定内压，更好的避免粘合处、密封绝缘隔离处受到水分渗入。

碳负极锂离子电池的缺点：

采用电动车辆取代燃油车辆是解决城市环境污染的最佳选择，其中锂离子动力电池引起了研究者的广泛关注.为了满足电动车辆对车载铿离子动力电池的要求，研制安全性高、倍率性能好且长寿命的负极材料是其热点和难点。

目前，商业化的锂离子电池负极主要采用碳材料，但以碳做负极的锂电池在应用上仍存在一些弊端：

1、过充电时易析出锂枝晶，造成电池短路，影响锂电池的安全性能;

2、易形成SEI膜而导致首次充放电效率较低，不可逆容量较大;

3、即碳材料的平台电压较低(接近于金属锂)，并且容易引起电解液的分解,从而带来安全隐患。

4、在锂离子嵌入、脱出过程中体积变化较大，循环稳定性差。

六、相比传统材料，钛酸锂负极的明显优势

与碳材料相比，尖晶石型的Li4Ti5012具有明显的优势：

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。

市场上大多数磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元素锂电池负极材料都是碳，碳负极工作时表面生成SEI膜，SEI膜的热力学效应，形成一定的温度效应。当热阻增加到一定值时，就有可能损坏隔膜，引起短路，甚至起火爆炸。这是锂离子电池采用碳负极共性的缺陷。碳负极还存在因为其层状结构的伸缩效应会改变锂离子嵌入结构，这种伸缩效应同样属于锂离子电池危险性因素。

目前的磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、三元素锂离子电池太用碳负极，为了克服安全威胁主要通过电路管理检测电流、电压、温度，对每一块单电池进行检测监控，需要花费很多成本，可靠性仍然不确定。

七、钛酸锂电池组相关参数

这两幅图为单体电池（无外壳）：

此图为单体电池（有外壳）：

（图片由国内领先的锂电池生产厂家-安徽天康锂电池提供 )这两幅图为电池组（前者塑壳后者钢壳）：