鋰離子電池是1990年由日本索尼公司首先推向市場(chǎng)的新型高能蓄電池。其優(yōu)點(diǎn)是比能量高，是當(dāng)前比能量最高的蓄電池。已經(jīng)在便攜式信息產(chǎn)品中獲得推廣應(yīng)用。

鋰離子電池被普遍認(rèn)為具有如下的優(yōu)點(diǎn)：比能量大；比功率高；自放電?。粺o記憶效應(yīng)；循環(huán)特性好；可快速放電，且效率高；工作溫度范圍寬；無環(huán)境污染等，因此有望進(jìn)入21世紀(jì)最好的動(dòng)力電源行列。預(yù)計(jì)在2006～2012年期間，當(dāng)鋰離子電池進(jìn)一步發(fā)展時(shí)，MH/Ni蓄電池的市場(chǎng)份額將縮小。鋰離子市場(chǎng)份額將會(huì)擴(kuò)大。已經(jīng)有采用鋰離子蓄電池的電動(dòng)自行車產(chǎn)品出售。

在安全性好、循環(huán)性能好、比容量高的新型價(jià)廉正極材料發(fā)展的推動(dòng)下,電動(dòng)自行車用的鋰離子蓄電池已接近實(shí)用。有幾家已可提供較成熟的、裝有電池管理系統(tǒng)(BMS)的電動(dòng)自行車用鋰離子蓄電池。也有專門生產(chǎn)用鋰離子蓄電池的電動(dòng)自行車廠家。筆者認(rèn)為電動(dòng)自行車用的鋰離子蓄電池將是首先商業(yè)化、大批量在車上使用的動(dòng)力型電池;它將是繼鉛蓄電池之后所占比例較大的實(shí)用化電池,也將成為用于高端電動(dòng)自行車產(chǎn)品的電池。關(guān)于大型鋰離子蓄電池在純電動(dòng)轎車和電動(dòng)巴士,以及在混合電動(dòng)車上試用,展覽示范的已有不少報(bào)道。根據(jù)現(xiàn)在的鋰離子蓄電池發(fā)展水平和經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為電動(dòng)自行車用48V10Ah以下電池組的安全性是有保障的,但大型鋰離子蓄電池要在商業(yè)化電動(dòng)車輛上使用還要做許多艱苦的工作,其原因主要是:純電動(dòng)轎車和電動(dòng)巴士,以及混合電動(dòng)車上使用的電池?cái)?shù)量多、系統(tǒng)復(fù)雜,安全性難度更大,對(duì)可靠性和一致性的要求更高,價(jià)格太高等。曾經(jīng)報(bào)道過深圳比亞迪要在2005年提供200輛以鋰離子蓄電池為動(dòng)力源的電動(dòng)轎車組成出租車隊(duì)之事,現(xiàn)在已推遲到2007年了。[1]

對(duì)鋰電位高，導(dǎo)致工作電壓低，能量密度降低

2.電池制作過程容易產(chǎn)氣

3.電子導(dǎo)電性不好

鈦酸鋰電池優(yōu)點(diǎn)介紹：

安全性好，電動(dòng)車電池最重要的一點(diǎn)就是需要高安全性，鈦酸鋰由于其平衡電位高，不會(huì)在負(fù)極形成鋰枝晶，而具有很好的安全性。

2.循環(huán)性能好，由于其是“零應(yīng)變”材料，而不會(huì)在充放電過程中發(fā)生結(jié)構(gòu)的變化，具有非常優(yōu)越的循環(huán)性能。

3.可以快速充放電，鋰離子在鈦酸鋰晶體中的擴(kuò)散系數(shù)是2×10-8cm-2/s,比石墨負(fù)極多一個(gè)數(shù)量級(jí)，可以快速充放電，快速充電能力是考察電動(dòng)車電池的一個(gè)重要指標(biāo)。

4.工作溫度范圍寬-30℃-60℃，低溫下鋰的嵌入及脫出能力都會(huì)下降，尤其是嵌入能力，鈦酸鋰負(fù)極在-30℃下充電也不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)致短路或使負(fù)極惡化的鋰枝晶出現(xiàn)，這是石墨負(fù)極無法做到的，在廣泛的環(huán)境下能夠快速充電和放電，適用于車載用途。

5.自放電小，在一個(gè)帖子提到我們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，正極采用我們常規(guī)型錳酸鋰，負(fù)極用鈦酸鋰，60度存儲(chǔ)28天容量剩余率88%，容量恢復(fù)率95%以上。

鈦酸鋰電池缺點(diǎn)：缺點(diǎn)介紹

1.對(duì)鋰電位高，導(dǎo)致工作電壓低，能量密度降低

2.電池制作過程容易產(chǎn)氣

3.電子導(dǎo)電性不好

鈦酸鋰電池缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)介紹

1.安全性好，電動(dòng)車電池最重要的一點(diǎn)就是需要高安全性，鈦酸鋰由于其平衡電位高，不會(huì)在負(fù)極形成鋰枝晶，而具有很好的安全性。

2.循環(huán)性能好，由于其是“零應(yīng)變”材料，而不會(huì)在充放電過程中發(fā)生結(jié)構(gòu)的變化，具有非常優(yōu)越的循環(huán)性能。

3.可以快速充放電，鋰離子在鈦酸鋰晶體中的擴(kuò)散系數(shù)是2×10-8cm-2/s,比石墨負(fù)極多一個(gè)數(shù)量級(jí)，可以快速充放電，快速充電能力是考察電動(dòng)車電池的一個(gè)重要指標(biāo)。

4.工作溫度范圍寬-30℃-60℃，低溫下鋰的嵌入及脫出能力都會(huì)下降，尤其是嵌入能力，鈦酸鋰負(fù)極在-30℃下充電也不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)致短路或使負(fù)極惡化的鋰枝晶出現(xiàn)，這是石墨負(fù)極無法做到的，在廣泛的環(huán)境下能夠快速充電和放電，適用于車載用途。

5.自放電小，在一個(gè)帖子提到我們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，正極采用我們常規(guī)型錳酸鋰，負(fù)極用鈦酸鋰，60度存儲(chǔ)28天容量剩余率88%，容量恢復(fù)率95%以上。

優(yōu)點(diǎn)

采用電動(dòng)車輛取代燃油車輛是解決城市環(huán)境污染的最佳選擇，其中鋰離子動(dòng)力電池引起了研究者的廣泛關(guān)注.為了滿足電動(dòng)車輛對(duì)車載型離子動(dòng)力電池的要求，研制安全性高、倍率性能好且長(zhǎng)壽命的負(fù)極材料是其熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

商業(yè)化的鋰離子電池負(fù)極主要采用碳材料，但以碳做負(fù)極的鋰電池在應(yīng)用上仍存在一些弊端：

1、過充電時(shí)易析出鋰枝晶，造成電池短路，影響鋰電池的安全性能;

2、易形成SEI膜而導(dǎo)致首次充放電效率較低，不可逆容量較大;

3、即碳材料的平臺(tái)電壓較低(接近于金屬鋰)，并且容易引起電解液的分解,從而帶來安全隱患。

4、在鋰離子嵌入、脫出過程中體積變化較大，循環(huán)穩(wěn)定性差。

與碳材料相比，尖晶石型的Li4Ti5O12具有明顯的優(yōu)勢(shì)：

1、它為零應(yīng)變材料，循環(huán)性能好;

2、放電電壓平穩(wěn)，而且電解液不致發(fā)生分解，提高鋰電池安全性能;

3、與炭負(fù)極材料相比，鈦酸鋰具有高的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)(為2*10-8cm2/s)，可高倍率充放電等。

4、鈦酸鋰的電勢(shì)比純金屬鋰的高，不易產(chǎn)生鋰晶枝，為保障鋰電池的安全提供了基礎(chǔ)。

缺點(diǎn)

1、相對(duì)其他類型的鋰離子動(dòng)力電池能量密度會(huì)低一些。

2、脹氣問題一直阻礙著鈦酸鋰電池的應(yīng)用。

3、相對(duì)其他類型的鋰離子動(dòng)力電池價(jià)格偏高。

4、電池一致性仍存在差異，隨著充放電次數(shù)的增加電池一致性差異會(huì)逐漸增大。