2016年，格力董明珠對(duì)珠海銀隆的親睞一下子讓鈦酸鋰電池電池成為了輿論討論的熱點(diǎn)。大肆的媒體報(bào)道宣傳將鈦酸鋰電池捧上了天，不熟悉電池的人以為是一種新的電池種類，實(shí)際鈦酸鋰電池還是屬于鋰離子電池的范疇，只是負(fù)極材料使用了鈦酸鋰(Li4Ti5O12，Lithium titanate oxide，LTO)。這類材料的一個(gè)特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性很好，可以適用于長(zhǎng)壽命、快充等領(lǐng)域，另外它與鋰離子電池負(fù)極中常用的石墨材料相比，電位比較高，達(dá)到1.5V (vs. Li/Li+)，安全性相對(duì)較好，但是也造成了鈦酸鋰在全電池的電壓相對(duì)偏低，只有2.3-2.5V左右。

國(guó)內(nèi)生產(chǎn)鈦酸鋰材料比較早的有銀隆、微宏等。其實(shí)早在10年前(2007年)，東芝就有了基于鈦酸鋰負(fù)極的鋰離子電池問(wèn)世，東芝給它取了一個(gè)特別的名字：超級(jí)充電離子電池(Super Charge ion Battery， SCiB)，它能在5分鐘之內(nèi)充滿90%的能量！這里主要是通過(guò)SCiB電池的性能數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明鈦酸鋰鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)，給不了解該類電池的讀者

東芝的SCiB鋰離子電池具有六大特點(diǎn)(圖1)：

1. 高全性高。內(nèi)部短路時(shí)產(chǎn)熱較小

2. 低溫性能好。可以在-30攝氏度使用

3. 快充能力強(qiáng)。最快甚至可以6分鐘充電，相當(dāng)于10C的充電倍率

4. 壽命長(zhǎng)。循環(huán)壽命超過(guò)上萬(wàn)次

5. 功率輸出高。瞬時(shí)大電流輸出能力強(qiáng)，功率密度可與電容器相媲美

6. 有效SOC窗口寬。LTO在電壓曲線十分平坦，在整個(gè)SOC范圍內(nèi)占據(jù)了85% 以上

圖1 SCiB鋰離子電池的六大特點(diǎn)(單體電池的數(shù)據(jù))

東芝的SCiB單體電池包括了功率型電池2.9Ah、10Ah和能量型電池20Ah、23Ah(圖2)。其中，2.9Ah電池在35攝氏度下，SOC 范圍20-80%的條件下，10C充電/10C放電的循環(huán)壽命高達(dá)40000次以上(圖3)，10Ah電池在5C充電/5C放電條件下，循環(huán)20000次以后容量保持率還在90% 以上(圖4)，20Ah電池在3C的充放電電流下，循環(huán)壽命可以保持在15000以上(容量保持率>80%，圖5)。

圖2 SCiB單體電池

圖3 SCiB 2.9Ah電池的循環(huán)壽命

圖4 SCiB 10Ah電池循環(huán)壽命

圖5 SCiB 20Ah電池循環(huán)壽命

其中，東芝還給出了SCiB 10Ah電池優(yōu)異的 低溫性能(圖6)：在零下20攝氏度可以用1C的電流正常充放電，并且沒有明顯的容量衰減。

圖6 SCiB 10Ah電池低溫性能

圖7是2.9Ah SCiB電池的針刺、擠壓和過(guò)充測(cè)試圖片。

針刺的實(shí)驗(yàn)條件為：電池充滿電，室溫24攝氏度，鋼針直徑5mm，針刺速度10mm/s，完全刺穿電池后鋼針在電池內(nèi)停留30min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：電池被刺穿、不冒煙、不起火、不爆炸。

擠壓的實(shí)驗(yàn)條件為：電池充滿電，室溫23攝氏度，擠壓頭直徑15.8mm，擠壓速度2.3mm/s，擠壓變形量50%，擠壓頭在電池50%變形量的地方維持30min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：電池形變50%、不冒煙、不起火、不爆炸。

過(guò)充的實(shí)驗(yàn)條件為：電池充滿電，室溫22攝氏度，充電電流3A，充電時(shí)間90min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：電池鼓脹、不冒煙、不起火、不爆炸。

圖7 SCiB 2.9Ah單體電池針刺、擠壓、過(guò)充安全實(shí)驗(yàn)

表1給出了SCiB單體電池的性能參數(shù)。采用了鈦酸鋰材料的鋰離子電池電壓只有2.4V左右，這要比采用三元材料的鋰離子電池電壓3.7V低了將近1.3V。但是SCiB的功率特性非常出色，其功率型電池的功率密度輸出能力將近4909W/L，甚至達(dá)到了6664W/L；功率密度輸入能力達(dá)到了5500W/L左右。但是SCiB電池的能量特性則比較差，無(wú)論是功率型還是能量型電池，均遠(yuǎn)低于采用三元材料的鋰離子電池的能量特性。

    從上面的數(shù)據(jù)可以看到，采用了鈦酸鋰負(fù)極的鋰離子電池其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)都十分明顯：功率特性、循環(huán)壽命、快充性能、安全性都十分突出；但是其能量特性顯然是其不可回避的短板。基于鈦酸鋰負(fù)極的鋰離子電池，既不會(huì)像有些媒體那樣大肆宣傳的無(wú)所不能、也不會(huì)一點(diǎn)用武之地也沒有。切入特定的細(xì)分領(lǐng)域、充分發(fā)揮其特點(diǎn)、規(guī)避其缺點(diǎn)、揚(yáng)長(zhǎng)避短是采用鈦酸鋰材料的鋰離子電池的發(fā)展之路。