鈦酸鋰（Li4Ti5O12俗稱LTO）空間群屬于Fd3m，尖晶石結(jié)構(gòu)，因其所特有的三維鋰離子擴散通道，具有功率特性優(yōu)異和高低溫性能佳等優(yōu)點。同時，鈦酸鋰晶體結(jié)構(gòu)能夠在鋰離子脫嵌循環(huán)中保持高度穩(wěn)定性體積變化小于1%，這為鈦酸鋰成為一個重要的負極材料打下了基礎(chǔ)。

　　更重要的是，消除了電池的安全隱患，被稱為最安全的鋰電池負極材料。鈦酸鋰的物理結(jié)構(gòu)適合作為鋰電池負極材料，那么它的電化學(xué)特性又是怎樣的呢？與碳負極材料相比，鈦酸鋰電位較高，為1.55VvsLi+/Li，理論容量175mAh/g，開路電壓2.4V，能量密度和電壓平臺較低。

　　鈦酸鋰電池具有高安全性、可大倍率充電、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，但是用鈦酸鋰做負極時，電池在充放電循環(huán)過程中有嚴重的脹氣現(xiàn)象，在高溫時更為嚴重。雖然對鈦酸鋰電池脹氣的研究從未停止過，包括碳包覆改性、雜化、納米化等等，但是其脹氣問題仍未被完全解決，阻礙了鈦酸鋰電池的市場推廣。

　　鈦酸鋰電池脹氣機理

　　學(xué)術(shù)界認為鈦酸鋰/NCM電池脹氣比石墨/NCM嚴重的原因是，鈦酸鋰無法像石墨負極體系電池一樣，在其表面形成SEI膜，抑制其與電解液的反應(yīng)。在充放電過程中電解液始終與Li4Ti5O12表面直接接觸，從而造成電解液在Li4Ti5O12材料表面持續(xù)還原分解，這可能是導(dǎo)致Li4Ti5O12電池脹氣的根本原因。

　　氣體的主要組分是H2、CO2、CO、CH4、C2H6、C2H4、C3H8等。當(dāng)把鈦酸鋰單獨浸泡于電解液中時，只有CO2產(chǎn)生，其與NCM材料制備成電池后，產(chǎn)生的氣體包括H2、CO2、CO以及少量氣態(tài)碳氫化合物，并且作成電池后，只有在循環(huán)充放電時，才會產(chǎn)生H2，同時產(chǎn)生的氣體中，H2的含量超過50%。這表明在充放電過程中將產(chǎn)生H2和CO氣體。

　　PF5是一種很強的酸，容易引起碳酸酯類的分解，而且PF5的量隨溫度的升高而增加。PF5有助于電解液分解，產(chǎn)生CO2、CO及CxHy氣體。據(jù)相關(guān)研究H2的產(chǎn)生來源于電解液中的痕量水，但是一般電解液中的水含量為20×10–6左右，對H2的產(chǎn)量貢獻很低。上海交通大學(xué)吳凱的實驗選用石墨/NCM111做電池，得出的結(jié)論是H2的來源是高電壓下碳酸酯的分解。