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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    鈦酸鋰離子電池是什么優勢?它將來的發展方向有哪些?

    2021-04-24 ryder

    鈦酸鋰離子電池技術最早出現于上世紀九十年代,其原本主要用于工業和軍事儲能以及電網傳輸,并不用于車輛的動力源。截止目前,在全球范圍內真正具備鈦酸鋰材料核心技術并實現產業化使用的企業惟有兩家,一家是美國奧鈦納米技術有限公司,而另一家則是日本的電池巨頭東芝公司。


    2010年,珠海銀隆耗資5750萬美元(約4億元)收購了美國奧鈦53.3%的股份,掌握了鈦酸鋰核心技術。截至2016年6月30日,珠海銀隆已分別在廣東珠海、河北邯鄲建立了兩大鈦酸鋰動力電池加工基地。有了鈦酸鋰離子電池技術和產能的支撐,這也給了珠海銀隆造新能源汽車的底氣。


    時至今日,有多款搭載鈦酸鋰離子電池的新能源客車進入到補貼目錄,而董明珠攜手珠海銀隆也推出了自己的SUV車型,推廣進度可謂順利。然而今年以來,新能源客車遇冷,主打高安全性的鈦酸鋰又不受乘用車的待見,珠海銀隆仿佛暫時陷入了發展的困境,負面的新聞也被頻頻的爆出。


    諸多優勢傍身鈦酸鋰一夜成名


    說到鈦酸鋰不得不提珠海銀隆,而說起珠海銀隆就不得不提董明珠。去年,董明珠擔任董事長的格力電器曾發布公告稱,有意入股珠海銀隆,并于去年8月正式公布了收購珠海銀隆的具體方案,收購價格約130億元。雖然最終收購失敗,但董明珠還是攜手王健林等以個人身份入股珠海銀隆。


    試驗聲明,傳統的碳電極在嵌鋰之后如果過充,電極的表面容易析出金屬鋰,其與電解液接觸發生反應會萌生可燃性氣體,帶來安全隱患。鈦酸鋰電勢比純金屬鋰的電勢高,不易萌生鋰晶枝,放電電壓平穩,因此提高了鋰離子電池的安全性能。在針刺、擠壓、短路等探測下不起火、不爆炸,安全性高。


    其次快充性能優異。與碳負極材料相比,鈦酸鋰具有較高的鋰離子擴散系數,可高倍率充放電,在大大縮短充電時間的同時,對循環壽命的影響較小,熱穩定性也較強。依據相關的探測,最新技術研發的鈦酸鋰離子電池十分鐘,甚至是六分鐘就可以洋溢電,相比傳統的電池有了質的飛躍。


    再次循環壽命長,可以說電池循環壽命決定整個新能源車的性價比,是將來新能源車脫離補貼政策后的主要競爭點。鈦酸鋰離子電池在充放電時,鋰離子嵌入和脫嵌不會造成鈦酸鋰晶型結構的變化,因此對鈦酸鋰材料的結構幾乎沒有影響。正因如此,鈦酸鋰也被稱為零應變材料,結構非常穩定。


    缺點無限放大規模推廣受阻


    鈦酸鋰離子電池所具備的上述優點,能大幅節省充電站場地建設和人員配置成本,對于當前的新能源車行業具有極大的誘惑力。然而鈦酸鋰的缺點也是相當的分明,導致其使用范疇非常的狹窄,僅僅在新能源客車范疇又少量的使用,而發展如火如荼的新能源乘用車范疇卻始終站不住腳。


    鈦酸鋰材料在電池中作為負極材料使用,由于其自身特性的原由,材料與電解液之間容易發生相互作用并在充放循環反應過程中萌生氣體并析出,因此一般的鈦酸鋰離子電池容易發生脹氣的現象,導致電芯發生鼓包,電性能也會大幅下降,極大地降低了鈦酸鋰離子電池的理論循環壽命。


    不過對鈦酸鋰離子電池來說,最致命的當屬其能量密度低,導致續航里程無法保障。以常規的10米新能源公交車為例,如果配置目前主流的磷酸鐵鋰,可以配200度電,續航200公里;而鈦酸鋰只能配80度電,續航約80公里。如果與當下主流的三元電池相比,這個差距可能顯得更大。


    折戟動力電池儲能或成市場前景


    隨著珠海銀隆問題頻頻出現,與此同時鈦酸鋰離子電池能量密度不夠的硬傷與電動車更長續航里程的要求背道而馳,珠海銀隆引以為傲的鈦酸鋰離子電池由于市場推廣進展緩慢,業內人士普遍認為鈦酸鋰并不適合將來電動車發展的方向。那么,是否鈦酸鋰離子電池就沒有用武之地了呢?


    答案是不是定的,業內認為,憑借超長的循環壽命和優秀的安全性能,將來儲能市場卻能成為鈦酸鋰離子電池其極具前景的范疇。上面提到,在各種類型的電化學儲能技術中,鈦酸鋰離子電池具有循環壽命長、安全性能好、耐寬溫等特點,很好的契合了電網儲能的使用場景,將來在儲能市場將大有可為。


    董明珠曾提到,銀隆是長期埋沒在沙漠里的金子,自己看重鈦酸鋰離子電池將來在儲能范疇前景。值得一提的是,受董明珠之邀共同向銀隆增資5億元的大連萬達集團董事長王健林在早些時候提到,銀隆的前途或在儲能。如果把可以將銀隆的鈦酸鋰技術商業化,銀隆的市值就會翻倍。


    發展儲能技術是促使新能源發電、提高電網安全穩定性的關鍵核心技術。現如今儲能被認為是鋰離子電池的的下個風口。作為將來推動新能源產業發展的前瞻性技術,儲能產業在新能源并網、新能源汽車、智能電網、微電網、分布式能源系統、家庭儲能系統等方面,都將發揮著巨大的作用。

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