鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2018年11月26日
“風(fēng)頭出盡”的鈦酸鋰電池?
根據(jù)有關(guān)專家的解讀,鈦酸鋰本身并不能提供鋰源,因此只能與含有鋰的電極材料搭配使用。鈦酸鋰作為正極時,負極只能是金屬鋰或鋰合金,此時電池的電壓約為1.5V左右。鈦酸鋰作為負極和LiCoO2、LiMn2O4等正極材料可組成電壓為3V左右的電池。
盡管鈦酸鋰既可以作負極又可以作正極使用,但由于相對Li+/Li的電位為1.5V,因此作為正極材料進行研究和應(yīng)用并不多。因此,我們平時說的鈦酸鋰電池,一般是指由鈦酸鋰做負極的動力鋰或儲能電池。

鈦酸鋰電池有哪些優(yōu)勢
作為動力電池,消費者最關(guān)心的問題主要集中于安全穩(wěn)定性、循環(huán)壽命、耐寬溫性、充電速度和能量密度這五大關(guān)鍵指標(biāo)。在當(dāng)前的技術(shù)條件下,只有各項性能指標(biāo)均衡的電池,才能適應(yīng)更廣泛的運行環(huán)境,并在確保用戶使用安全的同時,降低使用成本,提升使用效率,從而成為市場的主流。同傳統(tǒng)的錳酸鋰電池和磷酸鐵鋰電池相比,鈦酸鋰電池在這些方面有著明顯的優(yōu)勢。
1、安全穩(wěn)定性好。
傳統(tǒng)的碳電極在嵌鋰之后一旦過充,電極的表面容易析出金屬鋰,其與電解液接觸發(fā)生反應(yīng)會產(chǎn)生可燃性氣體,帶來安全隱患。鈦酸鋰的電勢比純金屬鋰的電勢高,不易產(chǎn)生鋰晶枝,放電電壓平穩(wěn),而且,因此提高了鋰電池的安全性能。
曾有第三方機構(gòu)對鈦酸鋰電池進行測試發(fā)現(xiàn),在針刺、擠壓、短路等嚴苛測試下,不冒煙、不起火、不爆炸,安全性遠高于其他鋰電池。因此也有很多業(yè)內(nèi)人士認為鈦酸鋰十分適合用在對電池穩(wěn)定性要求極高的特種等領(lǐng)域。
電動汽車的安全穩(wěn)定性能是消費者最為關(guān)注的指標(biāo),無論續(xù)航里程多遠,如果不能解決安全問題,消費者開的不過是一輛裝著不定時炸彈的車子,而鈦酸鋰電池的超安全性能無疑將會受到消費者的青睞。
2、快充性能優(yōu)異。
與碳負極材料相比,鈦酸鋰具有較高的鋰離子擴散系數(shù),可高倍率充放電。在大大縮短充電時間的同時,對循環(huán)壽命的影響較小,熱穩(wěn)定性也較強。據(jù)測試,最新技術(shù)研發(fā)的鈦酸鋰電池十分鐘左右即可充滿,比傳統(tǒng)的電池有了質(zhì)的飛躍。
充電時間太長一直是電動汽車發(fā)展過程中難以跨越的障礙。一般采用慢充的純電動公交車,充電時間至少要4個小時以上,很多純電動乘用車的充電時間更是長達8個小時。電動車輛的快速充電是未來的趨勢,消費者不愿浪費太多時間在等待充電這個環(huán)節(jié)。
3、循環(huán)壽命長。
電池循環(huán)壽命決定整個新能源車的性價比,是未來新能源車脫離補貼政策后的主要競爭點。汽車電池循環(huán)壽命的延長,讓消費者能夠買得起、養(yǎng)得起。
其他的傳統(tǒng)鋰離子電池,比如磷酸鐵鋰電池,在使用過程中會出現(xiàn)容量大幅衰減、壽命縮短的問題,不僅影響了用戶的正常使用,還增加了電池更換成本。這種不佳的使用體驗,很可能讓消費者對電動汽車望而卻步,從而不利于新能源汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。鈦酸鋰電池則很好地解決了這些問題。
鈦酸鋰電池在充放電時,鋰離子嵌入和脫嵌不會造成鈦酸鋰晶型結(jié)構(gòu)的變化,因此對鈦酸鋰材料的結(jié)構(gòu)幾乎沒有影響。正因如此,鈦酸鋰也被稱為“零應(yīng)變材料”。
鈦酸鋰電池與當(dāng)前“慢充最多使用5年、快充最多使用2年”的磷酸鐵鋰電池相比,優(yōu)勢十分突出。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)測定,普通電池循環(huán)使用壽命平均為3000次,而鈦酸鋰電池完全充放電循環(huán)次數(shù)可達3萬次以上,在作為動力電池使用10年之后,可能還能作為儲能電池再用20年。這也意味著,鈦酸鋰電池可以做到與車輛同生命周期,用戶在實際使用中不用更換電池,幾乎不增加后期成本。
4、耐寬溫性能良好。
鈦酸鋰電池的尖晶石結(jié)構(gòu)具有三維鋰離子擴散通道,因此鈦酸鋰電池在高低溫性能上的表現(xiàn)也十分優(yōu)異。一般電動汽車在零下10℃時充放電就會出現(xiàn)問題,鈦酸鋰電池耐寬溫性能良好,耐用性強,在零下50℃到零上60℃均可正常充放電,無論是在冰封的北國,還是在炎熱的南方,車輛都不會因電池“休克”而影響工作,消除了用戶的后顧之憂。
鈦酸鋰電池的這些優(yōu)勢,能大幅節(jié)省充電站場地建設(shè)和人員配置成本等,更適合在公交領(lǐng)域的推廣應(yīng)用,而公交系統(tǒng)正是我國新能源客車推廣應(yīng)用的“主戰(zhàn)場”。
來自目前推廣應(yīng)用新能源車比例最高的公交市場的反饋顯示,快充方式更加適合當(dāng)前公交市場的實際需求。河北邯鄲一家公交企業(yè)應(yīng)用鈦酸鋰電池的新能源公交車運營已有兩年多時間,其相關(guān)負責(zé)人的體會是:“一輛車快充6-10分鐘就可以充滿,駕駛員換班休息的間隙就能充好。”










