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
图3 SCiB 2.9Ah电池的循环寿命
图4 SCiB 10Ah电池循环寿命
图5 SCiB 20Ah电池循环寿命
其中，东芝还给出了SCiB 10Ah电池优异的 低温性能(图6)：在零下20摄氏度可以用1C的电流正常充放电，并且没有明显的容量衰减。
图6 SCiB 10Ah电池低温性能
图7是2.9Ah SCiB电池的针刺、挤压和过充测试图片。
针刺的实验条件为：电池充满电，室温24摄氏度，钢针直径5mm，针刺速度10mm/s，完全刺穿电池后钢针在电池内停留30min。实验结果：电池被刺穿、不冒烟、不起火、不爆炸。
挤压的实验条件为：电池充满电，室温23摄氏度，挤压头直径15.8mm，挤压速度2.3mm/s，挤压变形量50%，挤压头在电池50%变形量的地方维持30min。实验结果：电池形变50%、不冒烟、不起火、不爆炸。
过充的实验条件为：电池充满电，室温22摄氏度，充电电流3A，充电时间90min。实验结果：电池鼓胀、不冒烟、不起火、不爆炸。
图7 SCiB 2.9Ah单体电池针刺、挤压、过充安全实验
表1给出了SCiB单体电池的性能参数。采用了钛酸锂材料的锂离子电池电压只有2.4V左右，这要比采用三元材料的锂离子电池电压3.7V低了将近1.3V。但是SCiB的功率特性非常出色，其功率型电池的功率密度输出能力将近4909W/L，甚至达到了6664W/L；功率密度输入能力达到了5500W/L左右。但是SCiB电池的能量特性则比较差，无论是功率型还是能量型电池，均远低于采用三元材料的锂离子电池的能量特性。
表1 SCiB单体电池参数
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Power Cell 功率型电池 |
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Nominal capacity |
2.9Ah |
10Ah |
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Nominal voltage |
2.4V |
2.4V |
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Output Power (W) |
420* (SOC:50%, 10s, 25°C) |
1800* (SOC:50%, 10s, 25°C) |
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Input Power (W) |
480* (SOC:50%, 10s, 25°C) |
1500* (SOC:50%, 10s, 25°C) |
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Dimensions (mm) |
W63 × D14 × H97 |
Approx. W116 × D22 × H106 |
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Weight (g) |
Approx. 150 |
Approx. 510 |
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Energy density (Wh/L) |
81.4 |
88.7 |
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Specific energy (Wh/kg) |
46.4 |
47.1 |
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Output power density (W/L) |
4909.2 |
6654.0 |
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Output specific power (W/kg) |
2800 |
3529.4 |
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Input power density (W/L) |
5610.5 |
5545.0 |
|
Input specific power (W/kg) |
3200 |
2941.2 |
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Energy Cell能量型电池 |
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Nominal capacity |
20Ah |
23Ah |
|
Nominal voltage |
2.4V |
2.4V |
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Dimensions (mm) |
W116 × D22 × H106 |
W116 × D22 × H106 |
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Weight (g) |
Approx. 515 |
Approx. 550 |
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Energy density (Wh/L) |
176 |
202 |
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Specific energy (Wh/kg) |
93.2 |
100.4 |
从上面的数据可以看到，采用了钛酸锂负极的锂离子电池其优点和缺点都十分明显：功率特性、循环寿命、快充性能、安全性都十分突出；但是其能量特性显然是其不可回避的短板。基于钛酸锂负极的锂离子电池，既不会像有些媒体那样大肆宣传的无所不能、也不会一点用武之地也没有。切入特定的细分领域、充分发挥其特点、规避其缺点、扬长避短是采用钛酸锂材料的锂离子电池的发展之路。
