鈦酸鋰電池的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？如今的鈦酸鋰電池發(fā)展如何？能否在動力鋰電池市場擔(dān)當(dāng)大任？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-18 09:31
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目前，新能源電動公交車動力鋰電池市場，磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池稱霸，而鈦酸鋰電池不是主流。在鋰電池行業(yè)看，鈦酸鋰電池有幾個突出的優(yōu)越性能：可快速充電，安全性能比三元、磷酸鐵鋰電池要好，循環(huán)壽命更長以及工作溫度范圍要比其他鋰電池要廣。所以鈦酸鋰電池應(yīng)用在小汽車上面比較少，是因?yàn)槠溆心芰棵芏炔桓?，但是很多?yīng)用在電動公交車上面，公交車面積大，可以使用較多的太酸鋰電池組合起來提供動力。正所謂取長補(bǔ)短嘛，各有各的優(yōu)勢。
以前對鈦酸鋰電池的發(fā)展不太看好，但是那是已經(jīng)過去式了，如今的鈦酸鋰電池發(fā)展如何？能否在動力鋰電池市場擔(dān)當(dāng)大任？經(jīng)統(tǒng)計(jì)目前鈦酸鋰電池的能量密度約為 92 wh/kg，磷酸鐵鋰為 108 – 120 wh/kg之間，而磷酸鐵鋰電池能量密度雖然是較高，但與鈦酸鋰電池的能量密度差距很小差距不是很大。比如東莞的鴻偉能源公司正研發(fā)一款正極是鎳錳材料、負(fù)極搭配鈦酸鋰的鋰電池，要是研發(fā)實(shí)驗(yàn)成功后，鈦酸鋰電池能量密度可達(dá) 120 wh/kg或者更高，期待試驗(yàn)成功的喜訊。
鈦酸鋰電池與磷酸鐵鋰電池的能量密度差距正在不斷縮小，而且還有望突破比磷酸鐵鋰電池還要高一點(diǎn)，另外鈦酸鋰電池研發(fā)技術(shù)進(jìn)入補(bǔ)貼政策目錄這一利好因素刺激，鋰電池行業(yè)樂觀預(yù)計(jì)， 未來的幾年鈦酸鋰電池將可快速發(fā)展，并與三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池一起在動力鋰電池市場形成三足鼎立。那么下面我就對電動公交車鈦酸鋰電池優(yōu)缺點(diǎn)分析
講解一下：
一、優(yōu)點(diǎn):
1、可以快速充電性能優(yōu)異
鋰電池充電時間很長是電動公交車發(fā)展過程中的一道屏障，一直阻礙著繼續(xù)前進(jìn)的步伐。采用慢充電的純電動公交車，充電時間至少在五個小時以上，很多純電動乘用車的充電時間更是長達(dá)8個小時。電動公交車輛的快速充電是未來發(fā)展的一個重要環(huán)節(jié)，第一消費(fèi)者不愿浪費(fèi)太多時間在等待充電這個環(huán)節(jié)，第二解決了快速充電就意味著可以減少電動公交車投入數(shù)量，減少輛車來做替補(bǔ)。鈦酸鋰就剛好有較高的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)3C以上的大電流充電。更快的縮短充電時間，并且這種快速充電對鈦酸鋰電池的循環(huán)壽命的影響比較小。
2、工作溫度范圍比其他鋰電池廣
鈦酸鋰電池在高低溫性能測試結(jié)果非常優(yōu)異，令人滿意。一般在我國北方普遍低溫都在零下10℃以下。而一般的鋰電池在零下10℃時充放電就會出現(xiàn)問題，容量發(fā)揮不出來，可能只發(fā)揮正常容量的50%左右甚至更低。而鈦酸鋰電池耐低溫性能良好，耐用性強(qiáng)，在零下50℃到零上60℃均可正常充放電，無論是在寒冷的北方，還是在炎熱的南方，電動公交車都不會因鋰電池耐不住溫度差的考驗(yàn)而影響工作，這樣就可以消除了用戶的后顧之憂。
3、循環(huán)次數(shù)是普通鋰電池的三四倍
一般的傳統(tǒng)三元鋰離子電池、磷酸鐵鋰電池等在反復(fù)充放電循環(huán)后容量就會大幅度降低、壽命縮短，第一影響了正常使用時間，而且還增加了電池更換的成本，要知道更換一個鋰電池組可是非常貴的，占據(jù)了產(chǎn)品價格的一半。這種情況不利于新能源汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。相反鈦酸鋰電池就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(yàn)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(dá)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(shí)際使用中不用更換電池，幾乎不增加后期成本。
鈦酸鋰優(yōu)點(diǎn):
1，零應(yīng)變負(fù)極，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可以承受很大的倍率，和超長的壽命（或者說負(fù)極材料自身不會成為影響壽命的短板）
2，電位高，最低電位高于析鋰電位，不用擔(dān)心析鋰造成的安全風(fēng)險(xiǎn)
3，材料自身的熱分解溫度高，安全性好
4，溫區(qū)大，尤其是低溫性能好，可以-40℃。
鈦酸鋰缺點(diǎn)
1，最致命的缺點(diǎn)，貴。鈦白粉和石墨，可以感覺一下。電池價格比鐵鋰＋石墨的貴3倍以上
2，無應(yīng)變材料，壓實(shí)密度低。同時電壓高，導(dǎo)致全電池電壓平臺低。最終導(dǎo)致能量密度過低。鈦酸鋰＋三元，對應(yīng)能量密度大概不到100wh/kg，對應(yīng)的石墨＋三元可以做到200wh/kg。鈦酸鋰＋鐵鋰和石墨＋鐵鋰的
3，同等能量密度下的安全性。要做到同等能量密度，鈦酸鋰＋高鎳和石墨＋鐵鋰比，安全性會更差。雖然鈦酸鋰自身安全性好，但是瓶頸會變成別的（如正極）
4，產(chǎn)氣。鈦酸鋰表面無法形成SEI膜，電解液不停的與負(fù)極發(fā)生副反應(yīng)，會持續(xù)產(chǎn)氣，且只能減緩無法消除。這就導(dǎo)致了兩個:a，無法做軟包。（有人說銀隆有軟包，他們這么做只是為了能量密度，且在后面的規(guī)劃中已經(jīng)砍掉）。b，過量產(chǎn)氣會影響壽命和安全。實(shí)驗(yàn)室中雖然有兩萬多次的循環(huán)，批量的時候沒有敢承諾兩萬次的（除非過度承諾）。相比目前top廠家的鐵鋰已經(jīng)可以承諾萬次循環(huán)，沒有優(yōu)勢。過量產(chǎn)氣，會影響防爆閥之類安全裝置的設(shè)計(jì)，有潛在提前爆閥或者爆閥壓力設(shè)計(jì)過高的隱患。
4，倍率上沒有明顯優(yōu)勢。目前快充鐵鋰已經(jīng)可以做到5-6C充放，基本達(dá)到鈦酸鋰電池目前的水平。鈦酸鋰的優(yōu)勢區(qū)間在5-10C，但是這個時候熱、充電器以及正極都會成為瓶頸。
5，（綜合）應(yīng)用空間小。根據(jù)上面的優(yōu)缺點(diǎn)對比，可以看出，鈦酸鋰明顯占優(yōu)的地方是低溫性能。但是溫度在-30℃以上的環(huán)境中，綜合性能（價格＋充電能力，暫不考慮能量密度）和鐵鋰＋石墨＋輔熱裝置相比沒有優(yōu)勢（或者價格高），加上能量密度的劣勢，很難在PK中勝出。這就也是銀隆最近市場表現(xiàn)不好的原因之一。在-40℃左右的溫度下有優(yōu)勢，但是應(yīng)用場景實(shí)在少，只能在東北西伯利亞自己部分軍工場景有優(yōu)勢，總體市場不大
首先要有錢，大概3年總共最低5千萬以上的持續(xù)投資，保證能夠接收近5年回報(bào)率5%以內(nèi)。主要用來租用場地，建立生產(chǎn)線，固定資產(chǎn)投入很大。
這么低的投資回報(bào)率一般的熱錢是不會上的。
其次要有技術(shù)，雖然沒有專利問題，但是沒有核心技術(shù)，難以打出市場。產(chǎn)品過硬的性能，還需要多樣化?；旧闲枰B(yǎng)著很多的研發(fā)人員。
最后
最重要的是有客戶，有銷路。需要免費(fèi)給電池廠送貨用，并接受賬期，還要便宜。
