先說一下總結(jié)性的看法：鈦酸鋰是一種有用的材料，只是優(yōu)缺點(diǎn)都比較明顯。能量密度低是其最為突出的問題，所以更適合于一些特種的電動汽車的用途，想讓汽車跑遠(yuǎn)點(diǎn)的都請忽略它。

然后再吐槽一下：鋰電池，肯定得有正極和負(fù)極材料，說不清楚分別是什么，分析其好用難用都無從談起。鈦酸鋰電池這個(gè)概念倒底算是啥，也沒說明鈦酸鋰當(dāng)正極還是負(fù)極，不過沒關(guān)系，說到這里咱就干脆都分析一下。

首先貼一下文獻(xiàn)對鈦酸鋰的簡介：

翻譯一下上圖的英文：

175mAh/g的理論容量，對鋰電位1.5V----因此也不會產(chǎn)生SEI，不可逆容量低(所以這個(gè)材料壽命和安全性好)，嵌脫鋰時(shí)體積應(yīng)變只有不到0.2%，所以材料結(jié)構(gòu)特別穩(wěn)定。制成時(shí)是Li4Ti5O12，充電滿后是Li7Ti5O12。該材料安全，壽命長，在功率型以及低溫用途下表現(xiàn)出色。

下面開始分析：

容量不低，175mAh/g，但是這只是容量，不是能量，電壓乘以電量得到的才是能量。此材料電壓是1.5V，OK。

問題來了，這個(gè)材料倒是既可以做正極，也可以做負(fù)極。如果做正極的話，那基本就要和石墨負(fù)極配，得到的電池基本就是1.5V的電池(一般鋰電池，3.4，3.7V的都有，現(xiàn)在好像還有4V的)。但是這也太搓了，電壓如此低，得到的電池能量密度也比較慘，看看電壓差別，就知道，能量密度起碼跌一半。你們整天嫌電動車跑不遠(yuǎn)，就是因?yàn)殡姵啬芰棵芏炔睿阍倏纯此?

還沒完，它如果做正極，先充電的話要嵌鋰，這就要求負(fù)極必須含鋰。一般用的負(fù)極，比如石墨，都是不含鋰的，這就要求鋰化。鋰化的石墨/硅負(fù)極這個(gè)技術(shù)似乎已經(jīng)有，不過我聽來我們這里介紹的日本專家講了講，感覺可不像是什么已經(jīng)比較成熟的技術(shù)，至少個(gè)人認(rèn)為比鈦酸鋰離實(shí)用還要遠(yuǎn)?？傊?，當(dāng)正極感覺十分不靠譜……

如果做負(fù)極的話，OK，這是它的本行吧。它電壓是高一點(diǎn)，不過正好與電解液穩(wěn)定共存，不會生成SEI膜。因此材料安全性不錯(cuò)，材料充放電時(shí)應(yīng)變又小，被譽(yù)為“零應(yīng)變材料”，總之壽命長，大倍率充放也比較耐受，聽說有一萬次的壽命。

但是，樹上的鳥兒成雙對~~~~~~~~~~，它做負(fù)極的話，與幾種正極材料配合的情況如何？

電池的正負(fù)極相配是比較重要的內(nèi)容：比如這個(gè)負(fù)極特別牛，一萬次的壽命，可惜正極只能撐500下……一樣沒戲。幾種典型的正極材料，如三元(現(xiàn)在也不錯(cuò)了)，鈷酸鋰，磷酸鐵鋰，錳酸鋰中，磷酸鐵鋰仍然是毫無疑問的壽命最高的(雖然你們老吐槽鐵鋰這這那那)，磷酸鐵鋰的功率性能也很好(參見上次磷酸鐵鋰電池的回答)，因此個(gè)人認(rèn)為和鈦酸鋰配合還比較靠譜。不過這種電池，電壓只有3.4-1.5=1.9V，基本還是一個(gè)慘(普通磷酸鐵鋰電池，以石墨為負(fù)極，3.3V左右的電壓)。能量密度也相應(yīng)的非常寒磣。

總之，鈦酸鋰這個(gè)材料，要么電壓再低點(diǎn)(當(dāng)負(fù)極)，要么電壓再高一點(diǎn)(牛B無敵新正極)，可能境遇都要好很多。

此外，這個(gè)材料價(jià)格貴是肯定的(RMB/kg)，畢竟鈦不是什么特別便宜的東西，你再便宜能有錳鐵便宜？再加上能量密度低(WH/kg)，所以算單位能量(RMB/WH)的價(jià)格時(shí)，只會更缺乏競爭力。(你們天天嫌電動車貴)說來說去，其實(shí)人家也有優(yōu)點(diǎn)，材料穩(wěn)定，安全，大倍率功率性能良好，因此對于“快充” “功率型”用途，一定是比較適合的，這一點(diǎn)沒有問題，人家沒撒謊。

但是，這種功率型用途是靠犧牲能量密度得來的，以前裝100kg電池，現(xiàn)在如果還想跑那么遠(yuǎn)，就要裝200kg……所以相應(yīng)的也就做了一些調(diào)整，比如就少裝電池，然后跑一趟充一次，每次都快充。 其實(shí)我覺得，這也算是一種成功的運(yùn)行模式。只不過真的得把單位能量(RMB/WH)的價(jià)格這筆賬算清楚，畢竟受認(rèn)可的產(chǎn)品，成本一定得有點(diǎn)競爭力，而在這點(diǎn)上鈦酸鋰好像不太樂觀。

另外一個(gè)快充，電流大，略危險(xiǎn)，能量損失率高，算了……我覺得我像是一個(gè)快充黑，總之快充有優(yōu)點(diǎn)，也有不足，客觀看待吧~~【相關(guān)閱讀：光說幾分鐘充滿，其它性能都不說的快充技術(shù)，都是耍流氓】

PS：鈦酸鋰做負(fù)極與磷酸鐵鋰配合，充分發(fā)揮穩(wěn)定、長壽命、高功率的優(yōu)點(diǎn)時(shí)，做一些功率型、儲能型電池，還是比較靠譜的，貌似有廠家有這個(gè)產(chǎn)品。

作者是清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院副研究員，高級工程師。2012年畢業(yè)于清華大學(xué)材料系，獲工學(xué)博士學(xué)位；2011年曾赴德國TU Darmstadt學(xué)習(xí)電化學(xué)。研究領(lǐng)域主要為無機(jī)材料、能源材料、鋰離子電池、儲能技術(shù)和能源互聯(lián)網(wǎng)。

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