為什么業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為鈦酸鋰十分適合用在對(duì)電池穩(wěn)定性要求極高的軍工等領(lǐng)域？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-20 17:08
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鈦酸鋰電池優(yōu)點(diǎn)
1、安全穩(wěn)定性好
傳統(tǒng)的碳電極在嵌鋰之后一旦過(guò)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(huì)產(chǎn)生可燃性氣體，帶來(lái)安全隱患。鈦酸鋰的電勢(shì)比純金屬鋰的電勢(shì)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(jī)構(gòu)對(duì)鈦酸鋰電池進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在針刺、擠壓、短路等嚴(yán)苛測(cè)試下，不冒煙、不起火、不爆炸，安全性遠(yuǎn)高于其他鋰電池。因此也有很多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為鈦酸鋰十分適合用在對(duì)電池穩(wěn)定性要求極高的軍工等領(lǐng)域。
電動(dòng)汽車的安全穩(wěn)定性能是消費(fèi)者最為關(guān)注的指標(biāo)，無(wú)論續(xù)航里程多遠(yuǎn)，如果不能解決安全問(wèn)題，消費(fèi)者開(kāi)的不過(guò)是一輛裝著不定時(shí)炸彈的車子，而鈦酸鋰電池的超安全性能無(wú)疑將會(huì)受到消費(fèi)者的青睞。
2、快充性能優(yōu)異
與碳負(fù)極材料相比，鈦酸鋰具有較高的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)，可高倍率充放電。在大大縮短充電時(shí)間的同時(shí)，對(duì)循環(huán)壽命的影響較小，熱穩(wěn)定性也較強(qiáng)。據(jù)測(cè)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(shí)間太長(zhǎng)一直是電動(dòng)汽車發(fā)展過(guò)程中難以跨越的障礙。一般采用慢充的純電動(dòng)公交車，充電時(shí)間至少要4個(gè)小時(shí)以上，很多純電動(dòng)乘用車的充電時(shí)間更是長(zhǎng)達(dá)8個(gè)小時(shí)。電動(dòng)車輛的快速充電是未來(lái)的趨勢(shì)，消費(fèi)者不愿浪費(fèi)太多時(shí)間在等待充電這個(gè)環(huán)節(jié)。
3、循環(huán)壽命長(zhǎng)
電池循環(huán)壽命決定整個(gè)新能源車的性價(jià)比，是未來(lái)新能源車脫離補(bǔ)貼政策后的主要競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)。汽車電池循環(huán)壽命的延長(zhǎng)，讓消費(fèi)者能夠買(mǎi)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(guò)程中會(huì)出現(xiàn)容量大幅衰減、壽命縮短的問(wèn)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(yàn)，很可能讓消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)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(wèn)題。
鈦酸鋰電池在充放電時(shí)，鋰離子嵌入和脫嵌不會(huì)造成鈦酸鋰晶型結(jié)構(gòu)的變化，因此對(duì)鈦酸鋰材料的結(jié)構(gòu)幾乎沒(méi)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(shì)十分突出。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)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(dá)3萬(wàn)次以上，在作為動(dòng)力電池使用10年之后，可能還能作為儲(chǔ)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(shí)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(kuò)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(dòng)汽車在零下10℃時(shí)充放電就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，鈦酸鋰電池耐寬溫性能良好，耐用性強(qiáng)，在零下50℃到零上60℃均可正常充放電，無(wú)論是在冰封的北國(guó)，還是在炎熱的南方，車輛都不會(huì)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(shì)，能大幅節(jié)省充電站場(chǎng)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(guó)新能源客車推廣應(yīng)用的“主戰(zhàn)場(chǎng)”。來(lái)自目前推廣應(yīng)用新能源車比例最高的公交市場(chǎng)的反饋顯示，快充方式更加適合當(dāng)前公交市場(chǎng)的實(shí)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(yùn)營(yíng)已有兩年多時(shí)間，其相關(guān)負(fù)責(zé)人的體會(huì)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。”
鈦酸鋰電池負(fù)極采用鈦酸鋰，相比負(fù)極用石墨的主流鋰電池，市場(chǎng)份額十分小眾。資料顯示，在新能源客車中，鈦酸鋰電池的市場(chǎng)份額占比約為3%，遠(yuǎn)低于磷酸鐵鋰電池88%的市場(chǎng)份額;而在乘用車領(lǐng)域，鈦酸鋰電池則和其他少數(shù)派技術(shù)一起，分享著3%的市場(chǎng)空間。
鈦酸鋰電池為何沒(méi)有成為主流？造成這種現(xiàn)象的原因主要有以下幾種因素：
1、鋰電池壽命、性能等是受到多個(gè)方面的影響，特別是四大材料的影響。鈦酸鋰僅是負(fù)極材料，一個(gè)材料再怎么進(jìn)步，也很難因此讓產(chǎn)品產(chǎn)生無(wú)可匹敵的優(yōu)勢(shì)。更何況正極材料才是影響鋰電池性能最重要的材料。
2、鈦酸鋰電池，最大的劣勢(shì)是能量密度低，成本高。特別是能量密度低是因?yàn)樨?fù)極材料鈦酸鋰的原理性能決定，很難有大的突破空間。成本可以通過(guò)規(guī)?；档?，而基于原理上的弱點(diǎn)，無(wú)法通過(guò)技術(shù)來(lái)改變。
3、至于鈦酸鋰電池宣稱的使用壽命長(zhǎng)，更難被認(rèn)證。電池壽命還受到正極材料、電解液、隔膜、使用溫度等綜合影響。鈦酸鋰做負(fù)極，本身也存在脹氣和長(zhǎng)時(shí)間使用一致性降低等問(wèn)題，目前原理上也不能證明太酸鋰電池會(huì)比其他電池壽命長(zhǎng)。目前磷酸鐵鋰、三元電池，循環(huán)壽命已經(jīng)可以做到2000次以上，按一般等使用頻率看，已經(jīng)可以做到7-10年，隨著技術(shù)的進(jìn)步，存在3000次、4000次也不會(huì)太遙遠(yuǎn)，局勢(shì)從性能上，已經(jīng)可以使用超過(guò)10年甚至達(dá)到20年的使用壽命，將超過(guò)汽車的一般的生命周期。鈦酸鋰電池即使做到了長(zhǎng)壽命，也沒(méi)優(yōu)勢(shì)。
4、鈦酸鋰電池做的企業(yè)少，將導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)整體研發(fā)投入少，從目前電池企業(yè)研發(fā)投入及規(guī)劃投入看，也很少企業(yè)會(huì)重點(diǎn)發(fā)展鈦酸鋰電池。未來(lái)，其他鋰電池技術(shù)進(jìn)步速度將超過(guò)鈦酸鋰電池。
5、戰(zhàn)新產(chǎn)研從產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)角度看，不要相信國(guó)際主流企業(yè)都做不好的技術(shù)，會(huì)在中國(guó)發(fā)光發(fā)熱。中國(guó)基礎(chǔ)研究還遠(yuǎn)達(dá)不到國(guó)際先進(jìn)企業(yè)水平，想在國(guó)際技術(shù)潮流中撿漏，無(wú)異于異想天開(kāi)。鈦酸鋰電池未來(lái)市場(chǎng)空間將十分有限。汽車產(chǎn)業(yè)基本沒(méi)有空間，未來(lái)汽車產(chǎn)業(yè)的空間將比現(xiàn)在還小。儲(chǔ)能領(lǐng)域可以嘗試，但也絕對(duì)不會(huì)成為主流，再加上價(jià)格高昂，與未來(lái)儲(chǔ)能有望用動(dòng)力電池二次利用的高性價(jià)比相比，鈦酸鋰在儲(chǔ)能領(lǐng)域前景也堪憂。
發(fā)展現(xiàn)狀
鈦酸鋰電池為何沒(méi)有成為主流_鈦酸鋰電池優(yōu)缺點(diǎn)詳解
盡管鈦酸鋰電池還存在一些不足，但它在安全性能、充放電以及循環(huán)壽命等方面的顯著優(yōu)勢(shì)，直指當(dāng)今市面上其它類型動(dòng)力電池的痛點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)從事研發(fā)鈦酸鋰電池的企業(yè)有銀隆、微宏動(dòng)力等，隨著這些企業(yè)對(duì)鈦酸鋰研發(fā)力度的加大，一些技術(shù)難題也將會(huì)被陸續(xù)突破。
1、安全穩(wěn)定性好
傳統(tǒng)的碳電極在嵌鋰之后一旦過(guò)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(huì)產(chǎn)生可燃性氣體，帶來(lái)安全隱患。鈦酸鋰的電勢(shì)比純金屬鋰的電勢(shì)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(jī)構(gòu)對(duì)鈦酸鋰電池進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在針刺、擠壓、短路等嚴(yán)苛測(cè)試下，不冒煙、不起火、不爆炸，安全性遠(yuǎn)高于其他鋰電池。因此也有很多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為鈦酸鋰十分適合用在對(duì)電池穩(wěn)定性要求極高的軍工等領(lǐng)域。
電動(dòng)汽車的安全穩(wěn)定性能是消費(fèi)者最為關(guān)注的指標(biāo)，無(wú)論續(xù)航里程多遠(yuǎn)，如果不能解決安全問(wèn)題，消費(fèi)者開(kāi)的不過(guò)是一輛裝著不定時(shí)炸彈的車子，而鈦酸鋰電池的超安全性能無(wú)疑將會(huì)受到消費(fèi)者的青睞。
2、快充性能優(yōu)異
與碳負(fù)極材料相比，鈦酸鋰具有較高的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)，可高倍率充放電。在大大縮短充電時(shí)間的同時(shí)，對(duì)循環(huán)壽命的影響較小，熱穩(wěn)定性也較強(qiáng)。據(jù)測(cè)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(shí)間太長(zhǎng)一直是電動(dòng)汽車發(fā)展過(guò)程中難以跨越的障礙。一般采用慢充的純電動(dòng)公交車，充電時(shí)間至少要4個(gè)小時(shí)以上，很多純電動(dòng)乘用車的充電時(shí)間更是長(zhǎng)達(dá)8個(gè)小時(shí)。電動(dòng)車輛的快速充電是未來(lái)的趨勢(shì)，消費(fèi)者不愿浪費(fèi)太多時(shí)間在等待充電這個(gè)環(huán)節(jié)。
3、循環(huán)壽命長(zhǎng)
電池循環(huán)壽命決定整個(gè)新能源車的性價(jià)比，是未來(lái)新能源車脫離補(bǔ)貼政策后的主要競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)。汽車電池循環(huán)壽命的延長(zhǎng)，讓消費(fèi)者能夠買(mǎi)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(guò)程中會(huì)出現(xiàn)容量大幅衰減、壽命縮短的問(wèn)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(yàn)，很可能讓消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)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(wèn)題。
鈦酸鋰電池在充放電時(shí)，鋰離子嵌入和脫嵌不會(huì)造成鈦酸鋰晶型結(jié)構(gòu)的變化，因此對(duì)鈦酸鋰材料的結(jié)構(gòu)幾乎沒(méi)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(shì)十分突出。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)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(dá)3萬(wàn)次以上，在作為動(dòng)力電池使用10年之后，可能還能作為儲(chǔ)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(shí)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(kuò)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(dòng)汽車在零下10℃時(shí)充放電就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，鈦酸鋰電池耐寬溫性能良好，耐用性強(qiáng)，在零下50℃到零上60℃均可正常充放電，無(wú)論是在冰封的北國(guó)，還是在炎熱的南方，車輛都不會(huì)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(shì)，能大幅節(jié)省充電站場(chǎng)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(guó)新能源客車推廣應(yīng)用的“主戰(zhàn)場(chǎng)”。來(lái)自目前推廣應(yīng)用新能源車比例最高的公交市場(chǎng)的反饋顯示，快充方式更加適合當(dāng)前公交市場(chǎng)的實(shí)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(yùn)營(yíng)已有兩年多時(shí)間，其相關(guān)負(fù)責(zé)人的體會(huì)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。”
鈦酸鋰電池負(fù)極采用鈦酸鋰，相比負(fù)極用石墨的主流鋰電池，市場(chǎng)份額十分小眾。資料顯示，在新能源客車中，鈦酸鋰電池的市場(chǎng)份額占比約為3%，遠(yuǎn)低于磷酸鐵鋰電池88%的市場(chǎng)份額;而在乘用車領(lǐng)域，鈦酸鋰電池則和其他少數(shù)派技術(shù)一起，分享著3%的市場(chǎng)空間。
那么由于設(shè)備的不同，因?yàn)樗枰暮硕妷阂矔?huì)有所差異。那么12v鋰電池一般適用在那么方面呢。2v鋰電池，是用3個(gè)或4個(gè)鋰電池串聯(lián)在一起。組合成的電池組，電池的容量根據(jù)單個(gè)電芯的容量，或并聯(lián)在一起的電池的容量確定，是一種安全環(huán)保的新型電池。
第一、玩具行業(yè)，很多玩具產(chǎn)品也會(huì)適用鋰電池作為其供電能源。安全高效而且可以反復(fù)適用
第二、一些大型的鐘表。
第三、筆記本電腦
第四、小型的電動(dòng)裝置（電動(dòng)車）
GPS以及醫(yī)療設(shè)備等都使用了鋰電池，這跟它的性能是分不開(kāi)的。
雖然它具有穩(wěn)定的性能，但是在使用的過(guò)程中，如果不注意維護(hù)保養(yǎng)，會(huì)大大縮減鋰電池的使用壽命。在使用的時(shí)候，應(yīng)該做定期的處理維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，以免產(chǎn)生不必要的后果。我們都知道，鋰電池在會(huì)燃燒，會(huì)爆炸，所以要避免讓其處于高溫的環(huán)境中，應(yīng)該保持其使用環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。同時(shí)，充電器的選擇也很重要，要選擇有恒定電流電壓的充電器，這樣才能延長(zhǎng)電池的使用壽命。
鈦酸鋰電池為何沒(méi)有成為主流？造成這種現(xiàn)象的原因主要有以下幾種因素：
1、鋰電池壽命、性能等是受到多個(gè)方面的影響，特別是四大材料的影響。鈦酸鋰僅是負(fù)極材料，一個(gè)材料再怎么進(jìn)步，也很難因此讓產(chǎn)品產(chǎn)生無(wú)可匹敵的優(yōu)勢(shì)。更何況正極材料才是影響鋰電池性能最重要的材料。
2、鈦酸鋰電池，最大的劣勢(shì)是能量密度低，成本高。特別是能量密度低是因?yàn)樨?fù)極材料鈦酸鋰的原理性能決定，很難有大的突破空間。成本可以通過(guò)規(guī)?；档?，而基于原理上的弱點(diǎn)，無(wú)法通過(guò)技術(shù)來(lái)改變。
3、至于鈦酸鋰電池宣稱的使用壽命長(zhǎng)，更難被認(rèn)證。電池壽命還受到正極材料、電解液、隔膜、使用溫度等綜合影響。鈦酸鋰做負(fù)極，本身也存在脹氣和長(zhǎng)時(shí)間使用一致性降低等問(wèn)題，目前原理上也不能證明太酸鋰電池會(huì)比其他電池壽命長(zhǎng)。目前磷酸鐵鋰、三元電池，循環(huán)壽命已經(jīng)可以做到2000次以上，按一般等使用頻率看，已經(jīng)可以做到7-10年，隨著技術(shù)的進(jìn)步，存在3000次、4000次也不會(huì)太遙遠(yuǎn)，局勢(shì)從性能上，已經(jīng)可以使用超過(guò)10年甚至達(dá)到20年的使用壽命，將超過(guò)汽車的一般的生命周期。鈦酸鋰電池即使做到了長(zhǎng)壽命，也沒(méi)優(yōu)勢(shì)。
4、鈦酸鋰電池做的企業(yè)少，將導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)整體研發(fā)投入少，從目前電池企業(yè)研發(fā)投入及規(guī)劃投入看，也很少企業(yè)會(huì)重點(diǎn)發(fā)展鈦酸鋰電池。未來(lái)，其他鋰電池技術(shù)進(jìn)步速度將超過(guò)鈦酸鋰電池。
5、戰(zhàn)新產(chǎn)研從產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)角度看，不要相信國(guó)際主流企業(yè)都做不好的技術(shù)，會(huì)在中國(guó)發(fā)光發(fā)熱。中國(guó)基礎(chǔ)研究還遠(yuǎn)達(dá)不到國(guó)際先進(jìn)企業(yè)水平，想在國(guó)際技術(shù)潮流中撿漏，無(wú)異于異想天開(kāi)。鈦酸鋰電池未來(lái)市場(chǎng)空間將十分有限。汽車產(chǎn)業(yè)基本沒(méi)有空間，未來(lái)汽車產(chǎn)業(yè)的空間將比現(xiàn)在還小。儲(chǔ)能領(lǐng)域可以嘗試，但也絕對(duì)不會(huì)成為主流，再加上價(jià)格高昂，與未來(lái)儲(chǔ)能有望用動(dòng)力電池二次利用的高性價(jià)比相比，鈦酸鋰在儲(chǔ)能領(lǐng)域前景也堪憂。
發(fā)展現(xiàn)狀
鈦酸鋰電池為何沒(méi)有成為主流_鈦酸鋰電池優(yōu)缺點(diǎn)詳解
盡管鈦酸鋰電池還存在一些不足，但它在安全性能、充放電以及循環(huán)壽命等方面的顯著優(yōu)勢(shì)，直指當(dāng)今市面上其它類型動(dòng)力電池的痛點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)從事研發(fā)鈦酸鋰電池的企業(yè)有銀隆、微宏動(dòng)力等，隨著這些企業(yè)對(duì)鈦酸鋰研發(fā)力度的加大，一些技術(shù)難題也將會(huì)被陸續(xù)突破。
