东芝基于钛酸锂负极的SCiB锂电池

2016年，格力董明珠对珠海银隆的亲睐一下子让钛酸锂电池电池成为了舆论讨论的热点。大肆的媒体报道宣传将钛酸锂电池捧上了天，不熟悉电池的人以为是一种新的电池种类，实际钛酸锂电池还是属于锂离子电池的范畴，只是负极材料使用了钛酸锂(Li4Ti5O12，Lithium titanate oxide，LTO)。这类材料的一个特点就是结构稳定性很好，可以适用于长寿命、快充等领域，另外它与锂离子电池负极中常用的石墨材料相比，电位比较高，达到1.5V (vs. Li/Li+)，安全性相对较好，但是也造成了钛酸锂在全电池的电压相对偏低，只有2.3-2.5V左右。

国内生产钛酸锂材料比较早的有银隆、微宏等。其实早在10年前(2007年)，东芝就有了基于钛酸锂负极的锂离子电池问世，东芝给它取了一个特别的名字超级充电离子电池(Super Charge ion Battery， SCiB)，它能在5分钟之内充满90%的能量！这里主要是通过SCiB电池的性能数据来说明钛酸锂锂离子电池的优缺点，给不了解该类电池的读者

东芝的SCiB锂离子电池具有六大特点(图1)

1. 高全性高。内部短路时产热较小

2. 低温性能好。可以在-30摄氏度使用

3. 快充能力强。最快甚至可以6分钟充电，相当于10C的充电倍率

4. 寿命长。循环寿命超过上万次

5. 功率输出高。瞬时大电流输出能力强，功率密度可与电容器相媲美

6. 有效SOC窗口宽。LTO在电压曲线十分平坦，在整个SOC范围内占据了85% 以上

图1 SCiB锂离子电池的六大特点(单体电池的数据)

东芝的SCiB单体电池包括了功率型电池2.9Ah、10Ah和能量型电池20Ah、23Ah(图2)。其中，2.9Ah电池在35摄氏度下，SOC 范围20-80%的条件下，10C充电/10C放电的循环寿命高达40000次以上(图3)，10Ah电池在5C充电/5C放电条件下，循环20000次以后容量保持率还在90% 以上(图4)，20Ah电池在3C的充放电电流下，循环寿命可以保持在15000以上(容量保持率>80%，图5)。

图2 SCiB单体电池

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