鈦酸鋰電池受追捧源于其自身價值

 

鈦酸鋰電池打破了碳系負極的傳統電池技術路線，改以鈦酸鋰為負極材料，這讓它成為同行眼中的另類。然而，鈦酸鋰電池之所以能夠從一個默默無聞的電池品類逐漸引來資本競相追捧，到今天為大眾熟知，根本原因還在于其自身所擁有的價值。

 

電池材料的結構、粒徑影響著電池的安全、穩定、效率、壽命和性價比。與碳負極材料相比，鈦酸鋰的電位高，在正常電池使用的電壓范圍內，鋰枝晶在鈦酸鋰表面上難以生成，在很大程度上消除了因鋰枝晶在電池內部形成短路的可能性。因此，山東玉皇新能源科技有限公司首席科學家薛嘉漁認為，鈦酸鋰電池是他見過的鋰離子電池中安全性最高的電池。

 

鈦酸鋰具有尖晶石結構所特有的三維鋰離子擴散通道，具有功率特性優異和高低溫性能佳等優點。目前，我國企業生產的鈦酸鋰電池的安全工作溫度區域范圍可達-50℃到65℃，而普通碳系負極電池在溫度低于-20℃時能量就開始衰減，-30℃時充電容量僅為充電總容量的14%，在嚴寒天氣下根本無法正常工作。

 

鈦酸鋰材料結構穩定，Li+脫嵌過程“零應變”，具有更長的循環壽命。業內生產的鈦酸鋰電池已實現30000次循環，這一點，磷酸鐵鋰和三元電池可望而不可即。盡管鈦酸鋰材電池的一次購買成本相對較高，但從全生命周期來看，其性價比依然占優。

 

鈦酸鋰電池的市場應用

 

從哲學上講，矛盾無處不在，因此，沒有一種材料可以包打天下，完美地應用于所有領域。鈦酸鋰電池也是如此，它很好地彌補了以往電池存在的不足，并在特定的領域表現優異。

 

儲能被認為是鈦酸鋰電池最適合應用的領域。鈦酸鋰電池可應用于家庭儲能、工業儲能、軍用儲能、工業儲能等領域。以銀隆新能源為例，其業務從儲能電池材料、儲能電芯、儲能電池BMS到儲能電池組以及各類儲能的具體應用，已經形成了一個完整的儲能生態圈。

 

作為動力電池使用時，鑒于安全性高、充電快、壽命長等特點，鈦酸鋰電池在新能源客車上有著廣泛應用。比如，微宏動力走出國門，為倫敦交通局的雙層巴士提供鈦酸鋰動力電池系統解決方案，鈦酸鋰電池的表現獲得了客戶的認可。而受限于能量密度，鈦酸鋰電池在純電動乘用車上還未推廣開來。

 

鈦酸鋰電池面臨的挑戰

 

盡管鈦酸鋰電池具備較多優點，在市場上也有著不錯的表現，但若要進一步發展，必須面對一些挑戰。中科院成都有機化學研究所研究員范未峰博士結合自己團隊以及業內其他機構的研究，提出鈦酸鋰電池在發展中面臨的問題，這些問題或可啟迪思考，也是業內需要努力的方向。

 

低溫性能更好、成本更低的鈦酸鋰電池；

 

“低電壓+高容量”鈦酸鋰負極材料有待進一步研發；

 

替代大容量鉛酸電源，100Ah~1000Ah超大容量鈦酸鋰電池有待可行性評測；

 

錳酸鋰/鈦酸鋰體系的高溫產氣問題有待攻克；

 

比能量達120Wh/kg以上，鎳錳酸鋰/鈦酸鋰體系的適配電解液問題有待攻克；

 

全固態化鈦酸鋰電池也有待業界去研究；

 

此外，構成鈦酸鋰電源系統的各體系，比如“油電”增程、“氫鈦”總成、“鋁空鈦”總成、“風光鈦”互補等，多體系能源系統協同發展問題，也有待解決。

 

隨著我國新能源汽車市場的擴大以及儲能市場的逐漸開發，鈦酸鋰電池與其他電池一樣，既面對著巨大的市場空間，又面臨著同行激烈的市場競爭，還要面對自身不足的技術研發的挑戰。鈦酸鋰電池企業要活下去，要活得好，就必須繼續前行，研發出更優質的電池，滿足市場的需求。