詳解鈦酸鋰電池的優(yōu)缺點(diǎn)以及應(yīng)用市場(chǎng)
來(lái)源:寶鄂實(shí)業(yè)
2019-08-01 16:25
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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。
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)者能夠買得起、養(yǎng)得起。
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。
缺點(diǎn):
1、相對(duì)其他類型的鋰離子動(dòng)力電池能量密度會(huì)低一些。
2、脹氣問(wèn)題一直阻礙著鈦酸鋰電池的應(yīng)用。
3、相對(duì)其他類型的鋰離子動(dòng)力電池價(jià)格偏高。
4、電池一致性仍存在差異,隨著充放電次數(shù)的增加電池一致性差異會(huì)逐漸增大。在鈦酸鋰電池系統(tǒng)應(yīng)用方面,奧鈦為美國(guó)加州提供的混合電動(dòng)巴士已于2008年投入運(yùn)行至今。其燃油經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)為106.4kg/L遠(yuǎn)高于普通柴油發(fā)電機(jī)的23.8kg/L。公司為夏威夷自然能源所的10.5MW風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)提供了1MW的存儲(chǔ)系統(tǒng)并與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的并網(wǎng),同時(shí)提供為期3年的技術(shù)支持服務(wù)。此鈦酸鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)主要用于調(diào)控可再生能源的電壓波動(dòng),并將機(jī)組的負(fù)荷變化率控制在1MW/min以內(nèi)。奧鈦的1MW大容量高功率儲(chǔ)能機(jī)組是目前在美國(guó)電網(wǎng)中唯一得到2年多實(shí)地商業(yè)運(yùn)作和性能質(zhì)量檢驗(yàn)通過(guò)的大容量鈦酸鋰電池產(chǎn)品。儲(chǔ)能系統(tǒng)循環(huán)次數(shù)超過(guò)500000次,充放電總電量超過(guò)3300MWh,系統(tǒng)容量損失小于2%,且功率并沒(méi)有明顯的衰減。
日本東芝批量生產(chǎn)以“SCiB”為品牌的鈦酸鋰電池。其中3.2Ah、10Ah及20Ah鋁殼方形電池主要用于電動(dòng)摩托、電動(dòng)汽車及汽車啟停電池。SCiB電池有著快速充電和長(zhǎng)壽命的優(yōu)勢(shì),10分鐘即可充電90%以上,反復(fù)充放電3000次電量容量衰減不足10%,已經(jīng)批量應(yīng)用于“EV—neo”電動(dòng)摩托車上。在儲(chǔ)能方面,東芝借日本新陽(yáng)光計(jì)劃之東風(fēng)正在將鈦酸鋰電池應(yīng)用到大規(guī)模儲(chǔ)能電站及家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)。另一家日本企業(yè)村田已開發(fā)了采用5V鎳錳酸鋰為正極的新型鈦酸鋰電池。其電壓差為3.2V,能量密度可達(dá)到130Wh/K歌,超過(guò)了目前磷酸鐵鋰電池的水平。
國(guó)內(nèi)在鈦酸鋰電池生產(chǎn)方面已有多家,如湖州微宏、珠海銀隆、深圳博磊達(dá)、天津市捷威動(dòng)力工業(yè)有限公司、四川興能、中信國(guó)安盟固利電源技術(shù)有限公司、湖南杉杉及安徽和深圳周邊的多家規(guī)模較小的鈦酸鋰電池生產(chǎn)廠家。
湖州微宏自2006年成立以來(lái)一直致力于鈦酸鋰技術(shù)開發(fā)。公司對(duì)其鈦酸鋰電池生產(chǎn)需要的鈦酸鋰材料、隔膜、電解液以及正極材料進(jìn)行了垂直整合。近年來(lái)為了適應(yīng)市場(chǎng)需求,湖州微宏具備了日產(chǎn)8萬(wàn)只10Ah的鈦酸鋰電池產(chǎn)品的產(chǎn)能以及2倍于的鈦酸鋰電池的多元正極鋰電池產(chǎn)品的產(chǎn)能。截至2014年底,湖州微宏的10分鐘快速充電電池系統(tǒng)已裝備了超過(guò)3000輛混合動(dòng)力為主的電動(dòng)大巴,主要銷往英國(guó)、荷蘭及中國(guó)重慶等地。在儲(chǔ)能市場(chǎng)方面,湖州微宏分別在美國(guó)的佛蒙特州及中國(guó)重慶安裝了用于電網(wǎng)調(diào)頻及電網(wǎng)需求管理的鈦酸鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。
















