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鈦酸鋰電池性能究竟如何?

來源:http://www.gsebsscresult.com/news80171.html發布時間:2019/5/24 3:00:00

  目前,我國主流新能源汽車主要使用正極材料為磷酸鐵鋰或三元材料的動力電池,二者在新能源客車、乘用車領域各有優勢。  

  鈦酸鋰電池與磷酸鐵鋰、三元電池相比究竟孰優孰劣?這還要從三種電池的性能說起。眾所周知,鋰電池性能主要由正極、負極、電解液和隔膜決定,其中正、負極材料對電池的關鍵指標,如容量、能量密度、循環壽命、安全性、倍率性能、成本等有重要影響。  

  盡管同以三元為正極材料,但鈦酸鋰電池卻打破以石墨烯為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異類。但正是鈦酸鋰自身的特性,讓這種材料的電池有著顯著特點。  

  以磷酸鐵鋰-石墨烯、三元-石墨烯、三元-鈦酸鋰三種鋰電池為例,單從能量密度來看,鈦酸鋰電池處于劣勢。東北證券(000686,股吧)研報指出,目前磷酸鐵鋰電池實際比能量為100-120Wh/kg,三元電池則為150-200Wh/kg,其中特斯拉采用的鎳鈷鋁三元電池更是達到252Wh/kg,而銀隆鈦酸鋰電池只有90Wh/kg,僅為某些石墨類負極材料電池的一半。 

  

  再從成本看,鈦酸鋰電池也沒有優勢。目前,銀隆鈦酸鋰電池原材料包括氫氧化鈦和氫氧化鋰,其價格高于石墨類負極材料。根據中國電池網調研結果,目前磷酸鐵鋰、三元電池成本在1100元/kwh-1200元/kwh,而鈦酸鋰電池成本約為三元電池2-3倍。 

  能量密度低一倍、成本又高出2-3倍,鈦酸鋰電池如何參與市場競爭?顯然,是它自身的獨特優勢打動了部分業內人士。 

  首先,從電池比較重要的安全性指標考慮,鈦酸鋰一枝獨秀。  

  鈦酸鋰作為負極材料時電位平臺高達1.55V,比傳統石墨負極材料高出1V還多,雖然損失了一些能量密度,但也意味著電池更加安全。技術專家盧藍光曾表示,電池快速充電時對負極電壓需求比較低,但如果過低,鋰電池就容易析出非;顫姷慕饘黉,這種鋰離子不僅導電,還能跟電解液起反應,然后釋放熱量,產生可燃氣體,引發火災。而鈦酸鋰因為高出來的1V電壓避免了負極電壓為0的情況,也就間接避免了鋰離子的析出,從而保證了電池的安全性。 

  由于鈦酸鋰電池在高溫、低溫環境中均可以達到安全使用,也體現出其耐寬溫(尤其耐低溫)的重要優勢。目前,銀隆鈦酸鋰電池的安全工作溫度區域在-50度到65度之間,而普通石墨類負極電池在溫度低于-20度時能量就開始衰減,-30度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。 

  此外,由于鈦酸鋰電池即便過度充電,也僅有1%的體積變化,被稱為零應變材料,這使其有著極長的壽命。銀隆董事長魏銀倉曾表示,銀隆鈦酸鋰電池壽命可達30年,與汽車使用壽命相當,而普通石墨負極材料電池平均壽命不過3-4年。從全壽命周期看,鈦酸鋰電池成本更低。 

  鈦酸鋰的后面一個優勢是快速充放電能力強,充電倍率高。目前銀隆鈦酸鋰電池的充電倍率有10C、甚至20C,而普通石墨負極材料的電池充電倍率僅有2C-4C。 

  基于鈦酸鋰電池的這些技術特點,業內人士認為其契合了新能源公交車、大型儲能裝備的需求。拿公交車來說,一般單趟里程不超過40公里,每次終點站進站等待到下次發車時間間隔至少需要幾分鐘時間。這時鈦酸鋰電池能量密度低的劣勢不會影響客車的使用,反而體現出電池快充的好處。作為公共交通工具,公交車對電池的安全性、耐用性都提出了更高要求。 

  5月2日,6款搭載鈦酸鋰電池的新能源客車進入工信部《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》(2017年第四批),意味著官方對這一電池技術成熟度的認可。隨著后期補貼落實到位,鈦酸鋰電動客車的售價也將有所下降,未來有望持續拉動其銷量。面對巨大的新能源客車市場,鈦酸鋰企業開始擴產。 

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