鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1431次 | 2019年04月30日
鈦酸鋰電池為何沒(méi)有成為主流?
鈦酸鋰電池是一種用作鋰離子電池負(fù)極材料-鈦酸鋰,可與錳酸鋰、三元材料或磷酸鐵鋰等正極材料組成2.4V或1.9V的鋰離子二次電池。此外,它還可以用作正極,與金屬鋰或鋰合金負(fù)極組成1.5V的鋰二次電池。
優(yōu)點(diǎn):
安全性——鈦酸鋰(LTO)VS其他鋰電池
鈦酸鋰(LTO)
1)發(fā)生短路故障時(shí)歐姆阻抗急劇增加,抑制放電反應(yīng),不會(huì)引起過(guò)大的瞬間電流和溫度上升;
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%
2)LTO本身均不可燃;
3)充電電位平臺(tái)稍負(fù)于1.55V,即使在充電后期、低溫或高倍率充電的情況下,此負(fù)極的電位也不會(huì)達(dá)到鋰離子還原成金屬鋰的電位,不會(huì)產(chǎn)生析鋰引發(fā)的安全事故。
上述三點(diǎn)保證了電池的安全性。
其他鋰電池
1)易發(fā)生內(nèi)短路事件;
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
2)其本身具備可燃性;更多內(nèi)容,歡迎關(guān)注微信公眾號(hào):電池工業(yè)網(wǎng)
3)嵌鋰的電位約為0.1V,在低溫、高倍率充電時(shí)易在負(fù)極表面析出鋰金屬,一定程度便會(huì)刺破隔膜,造成電池內(nèi)部短路,產(chǎn)生爆炸等嚴(yán)重危害人身安全。
上述三點(diǎn)極易引發(fā)電池爆炸等重大安全事故。
循環(huán)壽命——鈦酸鋰(LTO)VS其他鋰電池
LTO:循環(huán)過(guò)程中體積變化僅為0.1%~0.3%,能避免充放電過(guò)程中因材料的伸縮變化而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的變化,從而提高電極的性能和減少比容量的大幅度衰減;循環(huán)過(guò)程不產(chǎn)生SEI膜。東芝、盟固利等提供的材料顯示循環(huán)壽命不少于10000次。
其他鋰電池:循環(huán)過(guò)程中有約10%的體積膨脹;在電極表面產(chǎn)生一層SEI鈍化膜。這兩者均會(huì)減少其循環(huán)壽命。
快充性能優(yōu)異——鈦酸鋰(LTO)VS其他鋰電池
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(mǎn),比傳統(tǒng)的電池有了質(zhì)的飛躍。更多內(nèi)容,歡迎關(guān)注微信公眾號(hào):電池工業(yè)網(wǎng)
充電時(shí)間太長(zhǎng)一直是電動(dòng)汽車(chē)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(chē),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(chē)的充電時(shí)間更是長(zhǎng)達(dá)8個(gè)小時(shí)。電動(dòng)車(chē)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)。
鈦酸鋰電池缺點(diǎn)
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(chē)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(chē)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、至于鈦酸鋰電池宣稱(chēng)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(chē)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)。更多內(nèi)容,歡迎關(guān)注微信公眾號(hào):電池工業(yè)網(wǎng)
2、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。
3、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。
4、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)?;档停谠砩系娜觞c(diǎn),無(wú)法通過(guò)技術(shù)來(lái)改變。
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(chē)產(chǎn)業(yè)基本沒(méi)有空間,未來(lái)汽車(chē)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?xún)r(jià)比相比,鈦酸鋰在儲(chǔ)能領(lǐng)域前景也堪憂(yōu)。
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