鉅大LARGE | 點擊量：1633次 | 2018年11月28日
鈦酸鋰電池技術在國內外發(fā)展現狀
鈦酸鋰材料作為鋰電池負極材料的優(yōu)劣勢。自1991年鋰離子電池產業(yè)化以來，電池的負極材料都是以石墨為主導。
2017年8月2日，金浦鈦業(yè)股份有限公司投資者互動平臺上表示，公司鈦酸鋰電池專用鈦白粉已有廠家計劃訂貨并進行生產線測試。據悉，金浦鈦業(yè)此前透露，公司參加了2017年7月6日在江蘇省無錫市舉辦的首屆鈦酸鋰電池產業(yè)鏈討論會，會議結束后多家電池生產企業(yè)的高管到公司進行了考察。
據了解，當前在國內的鈦白粉生產企業(yè)中，有金浦鈦業(yè)和龍蟒佰利聯集團股份有限公司在鈦酸鋰電池用鈦白粉這一市場進行了布局。其中金浦鈦業(yè)自2016其對鈦酸鋰電池產業(yè)進行了調研，并與國內知名的鈦酸鋰電池生產企業(yè)北方奧鈦納米技術有限公司達成了技術合作。而龍蟒佰利聯在2016年7月與國內知名的石墨烯生產商志陽科技股份有限公司簽署了合作協(xié)議，宣布進軍鈦酸鋰電池用鈦白粉市場。目前公司已形成10,000/年的產能規(guī)模，月銷量為600噸。
近年中國新能源汽車產業(yè)的蓬勃發(fā)展帶火了鈦酸鋰電池這一新興市場，鈦白粉作為鈦酸鋰電池的重要原材料，其市場需求也開始逐漸攀升。目前國內已有鈦白粉生產企業(yè)抓住這一機遇進行了布局。但同樣可以看到的是，目前進入電池專用型鈦白粉這一市場的產能規(guī)模相對較少，生產商對其生產也采用按需生產的策略，態(tài)度較為謹慎?？梢哉f，由于當前鈦酸鋰電池的市場尚未鋪開，國內的大部分鈦白粉生產商對于這一新興的下游市場持觀望態(tài)度。但可以肯定的是，未來隨著新能源汽車產業(yè)在全球范圍內的進一步發(fā)展及成熟，鈦酸鋰電池專用型鈦白粉有望成為鈦白粉市場一個相當龐大的應用領域，國內的鈦白粉生產商有望借助這一新興的下游市場實現產業(yè)的轉型升級，進入高檔鈦白粉生產領域。
鈦酸鋰材料作為鋰電池負極材料的優(yōu)劣勢。自1991年鋰離子電池產業(yè)化以來，電池的負極材料都是以石墨為主導。近年來隨著新型鋰離子電池的發(fā)展，國內外研究人員對鈦酸鋰材料作為鋰電池負極材料的特性展開了深入研究。當前，業(yè)內普遍認為其作為負極材料具有以下優(yōu)劣勢。在優(yōu)勢方面，鈦酸鋰材料具有超高安全性、超長壽命、高低溫工作范圍寬、高功率、低成本以及綠色環(huán)保等優(yōu)勢。在劣勢方面，鈦酸鋰材料的能量密度較低，同時由于其吸水性強等特點，對電池制作的環(huán)境要求較高。此外，目前鈦酸鋰電池的應用市場尚未完全打開，這也成為鈦酸鋰材料作為鋰電池負極的劣質之一。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鈦酸鋰材料在國內外的發(fā)展現狀。目前國際上在鈦酸鋰材料研究及產業(yè)化方面比較領先的有美國奧鈦納米科技公司、日本石原產業(yè)株式會社、英國莊信萬豐公司等。其中美國奧鈦生產的鈦酸鋰材料無論是在倍率、安全性、使用壽命等方面性能優(yōu)異，但由于其生產方法過于冗長精細而導致成本偏高，在商業(yè)化推廣上難度較大。石原作為亞洲最大的鈦白粉生產商，利用其原材料優(yōu)勢成功開發(fā)了多款低成本、高倍率、不同粒度的鈦酸鋰產品，性能相似的產品相比于美國奧鈦公司的鈦酸鋰材料有較大的優(yōu)勢，但相比于國內的產品則稍遜一籌。
國內比較優(yōu)秀的鈦酸鋰材料生產企業(yè)有四川興能新材料有限公司、珠海銀隆新能源有限公司、湖州微宏動力有限公司、深圳貝特瑞新能源材料股份有限公司和湖南杉杉新材料有限公司等。其中珠海銀隆于2011年完成了對美國奧鈦53.6%股權的收購從而成為國內少有的一家同時擁有鈦酸鋰材料制備、電池生產、鈦酸鋰電動汽車、儲能系統(tǒng)等多項核心技術的企業(yè)。此外，珠海銀隆還與石原就新型鈦酸鋰材料的研發(fā)開展了戰(zhàn)略合作，材料的成本將隨著其產量的增加而下降，未來幾年內有望接近目前負極材料的成本價格。
鈦酸鋰電池及其在電動車和儲能方面的應用。鈦酸鋰產業(yè)鏈可細分為鈦酸鋰材料制備、鈦酸鋰電池生產、鈦酸鋰電池系統(tǒng)的集成和其在電動車及儲能市場的應用。目前，國際上能夠批量生產鈦酸鋰電池的廠家并不多，主要以美國奧鈦和日本東芝集團為代表。其中美國奧鈦在大規(guī)格鈦酸鋰電池制造方面處于領先地位。在電池系統(tǒng)應用方面，公司為美國加州提供的混合動力巴士已于2008年投入運營，其燃油經濟性指標為106.4kg/L遠高于普通柴油發(fā)動機的23.8kg/L。此外，公司為夏威夷自然能源所風力發(fā)電場提供的1MW儲能系統(tǒng)是是目前唯一在美國電網得到兩年多實地商業(yè)運作的大容量鈦酸鋰電池產品。日本東芝以“SCiB”為品牌的鈦酸鋰電池具有快速充電和長壽命等優(yōu)勢，目前以批量應用于“EV—neo”電動摩托車。在儲能方面，東芝正憑借日本的新陽光計劃將鈦酸鋰電池應用到大規(guī)模的儲能電站和家庭儲能系統(tǒng)。
在國內主要的鈦酸鋰電池生產企業(yè)中，湖州微宏已對鈦酸鋰電池生產所需要的鈦酸鋰材料、隔膜、電解液和正極材料進行了垂直整合，具備日產80,000只10Ah鈦酸鋰電池的產能。在電動車市場方面，公司的10分鐘快速充電電池系統(tǒng)已經搭載了超過3,000輛混合動力大巴，主要銷往英國、荷蘭及重慶等地。在儲能市場方面，公司分別在美國的佛蒙特州及中國重慶安裝了用于電網調頻及電網需求管理的鈦酸鋰電池儲能系統(tǒng)。國內另一家知名的鈦酸鋰電池生產商珠海銀隆的產品性能指標已經達到了與美國奧鈦相當的水平。在應用方面，公司搭載了鈦酸鋰電池的純電動公交車已經投放到了廣東湛江，、河北邯鄲、石家莊等地公交系統(tǒng)，公司還與國家電網公司和南方電網有限責任公司合作承擔了儲能方面的863國家項目。
鈦酸鋰電池技術開發(fā)面臨的難點。當前，鈦酸鋰電池及電池組制造的難點主要來源于以下幾個方面。首先，雖然鈦酸鋰材料的生產從原則上說并不復雜，但要用作鋰電池的負極材料，不僅需要具備合適的比表面積、粒度、密度和電化學性能等，還必須更夠適應大規(guī)模鋰電池的生產工藝，由于鈦酸鋰材料的PH為11或12，吸濕性極強，因此無法在很多傳統(tǒng)的鋰電池生產線上進行生產。其次，由于鈦酸鋰材料對生產環(huán)境濕度的要求比常規(guī)的鋰離子電池高得多，最好是能為鈦酸鋰電池產品生產設計一條結構緊湊、體積小巧、全封閉式的自動化生產線，需要較大的成本投入。此外，鈦酸鋰電池組在投入應用一段時間后會看到軟包的單體電池內有微量氣體產生，在現有的工業(yè)條件下很難避免。
鈦酸鋰電池在中國的發(fā)展前景。過去鋰電池的主要市場是便攜式電器和手機、手提電腦等，中國的鋰電池生產商在在銷售能力上屬于日韓的產品。然而，當前鈦酸鋰電池的應用市場是混合電動車、特殊工業(yè)應用以及儲能市場，上述市場在全球范圍內尚處于起步階段，鈦酸鋰電池有望在這些市場中大展拳腳。中國擁有龐大的人口基數，其電動車、儲能及工業(yè)應用是一個讓許多跨國公司垂涎的巨大市場。近年來，中國政府對電動車及儲能產業(yè)的發(fā)展越來越重視，出臺了各類國家鼓勵政策，國內的鈦酸鋰電池系統(tǒng)也已經在歐洲和內地多個城市有了幾年的商業(yè)化數據積累，中國鈦酸鋰電池的生產能力已與日韓三分天下。對于未來的發(fā)展前景，有業(yè)內分析人員指出，當前提高鈦酸鋰電池能量密度的關鍵是開發(fā)高容量、高電位解液和抗氧化隔膜等課題研究。中國鋰電行業(yè)開發(fā)鈦酸鋰電池技術的努力將會得到正在崛起的電動車、儲能及工業(yè)應用市場可觀的回報。
