東芝基于鈦酸鋰負極的SCiB鋰電池

2016年，格力董明珠對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。大肆的媒體報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，實際鈦酸鋰電池還是屬于鋰離子電池的范疇，只是負極材料使用了鈦酸鋰(Li4Ti5O12，Lithium titanate oxide，LTO)。這類材料的一個特點就是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性很好，可以適用于長壽命、快充等領(lǐng)域，另外它與鋰離子電池負極中常用的石墨材料相比，電位比較高，達到1.5V (vs. Li/Li+)，安全性相對較好，但是也造成了鈦酸鋰在全電池的電壓相對偏低，只有2.3-2.5V左右。

國內(nèi)生產(chǎn)鈦酸鋰材料比較早的有銀隆、微宏等。其實早在10年前(2007年)，東芝就有了基于鈦酸鋰負極的鋰離子電池問世，東芝給它取了一個特別的名字超級充電離子電池(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SCiB電池的性能數(shù)據(jù)來說明鈦酸鋰鋰離子電池的優(yōu)缺點，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(圖1)

1. 高全性高。內(nèi)部短路時產(chǎn)熱較小

2. 低溫性能好?？梢栽?30攝氏度使用

3. 快充能力強。最快甚至可以6分鐘充電，相當于10C的充電倍率

4. 壽命長。循環(huán)壽命超過上萬次

5. 功率輸出高。瞬時大電流輸出能力強，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(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

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