钛酸锂电池胀气问题的成功解决

中国电力科学研究院承担的“亚微米钛酸锂储能电池材料合成技术研究”项目通过国家电网公司验收。项目通过研究亚微米钛酸锂材料合成和掺杂改性技术，解决了钛酸锂电池的胀气问题。

作为最有应用前景的储能电池，锂离子电池在大规模储能市场的潜力巨大。随着技术进步和制造成本下降，钛酸锂电池将成为大规模储能应用的主流锂离子电池体系。但钛酸锂材料表面的钛离子催化电解液分解产生气体会导致钛酸锂电池胀气，胀气率在25%左右，而电池胀气会导致电池寿命缩短，并影响应用安全性。实现钛酸锂电池的大规模应用，必须解决这一关键问题。

中国电科院从钛酸锂材料入手，以亚微米钛酸锂材料为研究对象，采用元素掺杂技术对钛酸锂材料进行改性，降低其表面催化活性，抑制胀气副反应的发生，从而达到抑制电池胀气的目的。项目开展亚微米钛酸锂材料的不同合成技术的研究，开发了亚微米钛酸锂材料的原料预处理固相合成方法和静电纺丝合成方法，研究了亚微米钛酸锂材料的改性技术，开发了亚微米钛酸锂掺杂改性和表面包覆技术，解决了由于钛酸锂材料表面四价钛离子催化活性导致的钛酸锂电池胀气问题。

项目试制的基于改性亚微米钛酸锂材料的15安时钛酸锂电池经权威预测，电池寿命可达到15418次；在55摄氏度的环境中，30安培充放电电流下循环1000次后，其胀气率仅有11.2%，提高了电池的安全性，推动了国家电网公司主导的储能技术产业化和实用化。