鈦酸鋰電池循環(huán)次數(shù)達(dá)2.5萬次，儲(chǔ)能領(lǐng)域真的需要嗎?
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-31 18:38
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而相比石墨、合金與硅碳復(fù)合材料，鈦酸鋰擁有諸多優(yōu)勢(shì)：
首先，鈦酸鋰電池?fù)碛懈L的使用壽命。在充放電的過程中鋰離子在嵌入和脫嵌的過程中對(duì)鈦酸鋰材料的機(jī)構(gòu)幾乎沒有影響，這種現(xiàn)象被稱為“零應(yīng)變材料”。這種特性大幅提升了電極性能并減少了電池比容量的大幅衰減，從而延長了電池壽命。有研究數(shù)據(jù)表明，鈦酸鋰電池在循環(huán)充放電2.5萬次后，剩余電池容量依舊超過80%，遠(yuǎn)高于當(dāng)前的三元電池與磷酸鐵鋰電池。
其次，鈦酸鋰電池的安全性更高，低溫環(huán)境下表現(xiàn)更加穩(wěn)定。由于其材料化學(xué)特性，正常電壓范圍內(nèi)，鈦酸鋰表面難以形成鋰結(jié)晶，避免了鋰結(jié)晶在電池內(nèi)部造成短路的可能。這就降低了電池?zé)崾Э仫L(fēng)險(xiǎn)，讓鈦酸鋰電池?fù)碛懈玫哪透邷貙傩?，不?huì)輕易爆炸。同時(shí)，該類型的電池在低溫環(huán)境下也擁有更好的表現(xiàn)。即使在零下40攝氏度的環(huán)境下，鈦酸鋰電池也可以釋放60%以上的容量。
最后，鈦酸鋰電池的充放電速度更快。該材料的化學(xué)擴(kuò)散系數(shù)比碳負(fù)極高一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此具備更快和更多的循環(huán)充放電能力。如今的銀隆新能源客車，接入大電流快充充電樁后可以在5分鐘內(nèi)充滿90%以上的容量。
能量密度與運(yùn)營成本成為最大短板
盡管鈦酸鋰相比其他負(fù)極材料擁有明顯的優(yōu)勢(shì)，但其短板也十分突出。中國工程院院士、英國皇家工程院院士陳清泉就曾指出，鈦酸鋰能量密度低和成本高是其最致命的缺點(diǎn)。
從材料結(jié)構(gòu)看，鈦酸鋰的比容量僅為170mAh/g，遠(yuǎn)低于石墨負(fù)極的300mAh/g。因此，搭載了同等質(zhì)量動(dòng)力電池的新能源汽車，采用鈦酸鋰作為負(fù)極的續(xù)駛里程只有另一輛車的一半左右。
“一二線城市的普通電動(dòng)公交車每天平均行駛里程會(huì)在200公里左右，目前大部分新能源客車均能滿足。”張明說道，“但為了盡可能降低出廠時(shí)的售價(jià)，銀隆新能源的產(chǎn)品會(huì)減少動(dòng)力電池的搭載，縮減續(xù)駛里程。”在他看來，盡管銀隆新能源的客車可以利用司機(jī)休息時(shí)間快速充電，但這也致使車隊(duì)無法享受峰谷電價(jià)的優(yōu)勢(shì)。“白天與夜間的電價(jià)差基本在5毛錢左右，這對(duì)于具有規(guī)模效應(yīng)的公交公司來說是一筆不小的成本。”
高到這種程度的循環(huán)壽命，車主真的需要嗎？
而即使在儲(chǔ)能領(lǐng)域，鈦酸鋰電池的市場前景也不容樂觀。張明告訴億歐汽車，電網(wǎng)的峰谷調(diào)蓄對(duì)電池的快充快放要求并不高，常規(guī)的鋰電池都能滿足，而鈦酸鋰電池更多是滿足電網(wǎng)的應(yīng)急調(diào)蓄需求。“這部分需求所占的市場份額不會(huì)超過5%，總量上來看是很低的。”
此外，儲(chǔ)能電池的單位時(shí)間內(nèi)重放循環(huán)次數(shù)更低，2.5萬次的循環(huán)壽命足夠電池使用幾十年的時(shí)間。但張明表示，儲(chǔ)能單元之間的連接件等配件壽命沒有這么長，在整個(gè)儲(chǔ)能單元的生命周期中還要進(jìn)行更換。這其中的工序復(fù)雜，成本也不低。
由此可見，銀隆的鈦酸鋰技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也是其實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的最大阻礙。董明珠對(duì)于銀隆和鈦酸鋰電池的看好，也許有其背后的合理因素。但從現(xiàn)有的技術(shù)與運(yùn)營模式上來看，這條路的前景實(shí)在稱不上光明。
