自從鋰離子電池在1991年產(chǎn)業(yè)化以來(lái)，電池的負(fù)極材料一直是石墨(包括人造及天然石墨)在一統(tǒng)天下。尖晶石型鈦酸鋰(Li4Ti5O12，LTO)自從1971年Deschanvres等報(bào)道了其合成方法與晶體結(jié)構(gòu)之后，Colbow等和Ohzuku等對(duì)其進(jìn)行了比較系統(tǒng)的電化學(xué)性能測(cè)試。然而鈦酸鋰作為新型鋰離子電池的負(fù)極材料由于其多項(xiàng)優(yōu)異的性能而受到重視開(kāi)始于20世紀(jì)90年代后期。比如鈦酸鋰材料在鋰離子的鑲嵌及脫嵌過(guò)程中晶體結(jié)構(gòu)能夠保持高度的穩(wěn)定性，晶格常數(shù)變化很小(體積變化低溫性能佳等優(yōu)點(diǎn)。與碳負(fù)極材料相比，鈦酸鋰的電位高(比金屬鋰的電位高1.55V)，這就導(dǎo)致通常在電解液與碳負(fù)極表面上生長(zhǎng)的固液層(SEI)在鈦酸鋰表面基本上不形成。更重要的是在正常電池使用的電壓范圍內(nèi)鋰枝晶在鈦酸鋰表面上難以生成。這就在很大程度上消除了由鋰枝晶在電池內(nèi)部形成短路的可能性。所以鈦酸鋰為負(fù)極的鋰離子電池的安全性是目前筆者見(jiàn)到的各種類型的鋰離子電池中最高的。業(yè)內(nèi)人士大多數(shù)都聽(tīng)說(shuō)過(guò)由鈦酸鋰取代石墨作為鋰電負(fù)極材料的鋰電循環(huán)壽命可達(dá)數(shù)萬(wàn)次，遠(yuǎn)高于常見(jiàn)的傳統(tǒng)鋰離子電池，僅循環(huán)幾千次就壽終正寢了。

由于多數(shù)專業(yè)鋰電人士從來(lái)沒(méi)有真正動(dòng)手制作過(guò)鈦酸鋰離子電池產(chǎn)品，或者只是做過(guò)幾次遇到困難(如脹氣)就草草收?qǐng)?。所以他們沒(méi)能靜下心來(lái)仔細(xì)思考一下，為何大部分制作完美的傳統(tǒng)鋰離子電池通常只能完成1千～2千次充放電循環(huán)壽命？傳統(tǒng)鋰離子電池循環(huán)壽命短的根本原因中是否源于其中的某一個(gè)基本組件-石墨負(fù)極難堪重負(fù)呢？一旦將石墨負(fù)極替換成尖晶石型鈦酸鋰負(fù)極之后，基本相同的鋰離子電池化學(xué)體系就能循環(huán)到幾萬(wàn)乃至幾十萬(wàn)次。另外，在很多人津津樂(lè)道地談?wù)撯佀徜囯x子電池的能量密度偏低時(shí)，卻忽略了一個(gè)簡(jiǎn)單而重要的事實(shí)：那就是鈦酸鋰離子電池超長(zhǎng)的循環(huán)壽命、不同凡響的安全性、優(yōu)異的功率特性以及良好的經(jīng)濟(jì)性。這些特性卻將會(huì)是成就目前正在崛起的大規(guī)模鋰電儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的重要基石。

近10多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)鈦酸鋰離子電池技術(shù)的研究可謂是風(fēng)起云涌。其產(chǎn)業(yè)鏈可分為鈦酸鋰材料制備、鈦酸鋰離子電池生產(chǎn)與鈦酸鋰離子電池系統(tǒng)的集成及其在電動(dòng)汽車及儲(chǔ)能市場(chǎng)的應(yīng)用。