二氧化钛在三元正极材料中的作用-京煌科技

二氧化钛在三元正极材料中的作用

二氧化钛（TiO₂）作为锂电三元正极材料（如NCM、NCA）的添加剂，核心作用是提升循环稳定性、抑制结构衰减、优化电化学性能，同时兼顾安全性与倍率特性，是改善三元材料短板的关键辅助成分。

一、核心作用

1. 构建表面保护层，抑制副反应

三元正极材料（尤其是高镍体系）表面易与电解液发生反应，生成SEI膜（固体电解质界面膜）并持续增厚，导致容量衰减。二氧化钛会在材料表面形成均匀的致密涂层，像“防护盾”一样隔绝电解液侵蚀，减少过渡金属离子（Ni、Co、Mn）溶解，降低副反应损耗，延长电池循环寿命。

2. 稳定晶体结构，缓解体积膨胀

三元材料充电时Li⁺脱出会导致晶格畸变、体积膨胀，长期循环后结构易坍塌。二氧化钛（尤其锐钛矿相）具有稳定的晶体结构，添加后可锚定三元材料的晶格框架，抑制体积变形与结构破碎，提升材料的循环可逆性，让电池充放电多次后仍能保持稳定容量。

3. 提升离子导电性，优化倍率性能

二氧化钛本身具备一定的锂离子传导能力，其纳米级颗粒分散在正极材料中，可形成“离子传导通道”，加快Li⁺在电极内部的迁移速度，减少极化现象。这能让电池在大电流充放电（如快充、高功率输出）时表现更稳定，避免容量快速下降。

4. 增强热稳定性，提升安全性能

高镍三元材料热稳定性较差，高温下易发生氧释放与结构崩溃，引发安全风险。二氧化钛的热稳定性优异，添加后可降低材料的热分解温度，抑制高温下的放热反应，减少电池起火、爆炸的隐患，尤其适配新能源汽车等对安全性要求高的场景。

二、关键应用

• 添加量可控：通常添加比例为正极材料总质量的0.5%-3%，过量添加会降低正极材料的能量密度，需精准匹配配方；

• 形貌适配性强：纳米级的二氧化钛颗粒分散性更好，能均匀覆盖三元材料表面，涂层效果更优；

• 晶型影响性能：锐钛矿相二氧化钛的离子传导性与结构稳定性更适配三元材料，是主流选择；金红石相则更侧重提升热稳定性。

三、实际应用价值

在高镍三元正极材料（如NCM811、NCM90100）中，二氧化钛添加剂的作用尤为显著——可使电池循环1000次后的容量保持率提升10%-20%，热分解温度提高30-50℃，同时兼顾1C-5C倍率下的稳定放电性能，完美适配动力电池、储能电池对长寿命、高安全、高功率的核心需求。石家庄市京煌科技有限公司JH-999-NT-50二氧化钛，凭借含量≥99.5wt.%的高纯度与晶粒度≤30nm的超细粒径优势，可形成更致密均匀的包覆层，大幅提升界面稳定性与离子传导效率，非常适合用在三元正极材料中，并满足主流生产需求。