鈦酸鋰電池（Li?Ti?O??，簡稱LTO）是一種以鈦酸鋰為負極材料的鋰離子電池，具有高安全性、長循環壽命和優異的快充性能，但能量密度較低。以下是其主要參數和特性：

1. 基本電化學參數

• 負極材料：Li?Ti?O??（鈦酸鋰）

• 正極材料：常用LiMn?O?（錳酸鋰）、LiFePO?（磷酸鐵鋰）或三元材料（NMC）。

• 標稱電壓：2.4V（取決于正極材料，如LTO/LMO為2.4V，LTO/LFP為1.9V）。

• 工作電壓范圍：1.5V–2.7V（具體因正極材料而異）。

• 理論容量：175 mAh/g（基于鈦酸鋰負極）。

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2. 性能參數

• 能量密度：

  • 質量能量密度：50–110 Wh/kg（顯著低于石墨負極電池，如NMC三元電池的200+ Wh/kg）。

  • 體積能量密度：100–200 Wh/L。

• 功率密度：3000–5000 W/kg（支持超高倍率充放電）。

• 循環壽命：10,000–20,000次（80%容量保持率，遠超石墨負極電池的1000–2000次）。

• 庫侖效率：> 99.9%（幾乎無副反應）。

3. 環境與安全特性

• 熱穩定性：

  • 分解溫度 > 300°C（石墨負極約60–120°C）。

  • 無鋰枝晶生成，避免短路風險。

• 安全性：通過針刺、過充、高溫等濫用測試（不燃燒、不爆炸）。

• 工作溫度范圍：-40°C 至 +60°C（低溫性能優異）。

4. 快充與效率

• 充電時間：可支持5C–10C快充（6–12分鐘充至80%）。

• 自放電率：< 2%/月（優于傳統鋰電）。

5. 缺點

• 低能量密度：因鈦酸鋰的高電位（1.55V vs. Li?/Li）和較重分子量。

• 成本高：鈦原料和特殊工藝導致價格是石墨負極電池的1.5–2倍。

6. 典型應用場景

• 電動汽車快充巴士（如日本東芝SCiB電池）。

• 電網儲能（長周期循環需求）。

• 軍工/航天設備（極端溫度環境）。

• 啟停系統（頻繁充放電場景）。

7. 對比其他鋰電技術

總結

鈦酸鋰電池的核心優勢是超長壽命、超快充電和絕對安全，適合對能量密度要求不高但需高頻使用的場景。其參數設計需權衡能量密度與耐久性，是特種領域的理想選擇。