鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:754次 | 2022年03月17日
鈦酸鋰離子電池未來發(fā)展技術(shù)和前景分析
鈦酸鋰離子電池技術(shù)在儲(chǔ)能領(lǐng)域非常領(lǐng)先,具有充電快、壽命長(zhǎng)、耐低溫等優(yōu)點(diǎn),特別適用于固定里程或固定線路的公交、碼頭拖車等車型。鈦酸鋰離子電池仍不算是電池技術(shù)的主流,目前國(guó)內(nèi)汽車廠商應(yīng)用比較多的還是三元鋰離子電池、磷酸鐵鋰離子電池。
什么是鈦酸鋰離子電池?
鈦酸鋰離子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。由于鈦酸鋰的高安全性、高穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命和綠色環(huán)保的特點(diǎn)。
鈦酸鋰離子電池的組成
負(fù)極:鈦酸鋰材料
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%
隔膜:以碳作負(fù)極的鋰離子電池隔膜
電解液:以碳作負(fù)極的鋰離子電池電解液
電池殼:以碳作負(fù)極的鋰離子電池殼
鈦酸鋰離子電池技術(shù)未來發(fā)展前景怎么樣?
鈦酸鋰離子電池雖然倍率性能較差,能量密度不夠高,但其具有快充的優(yōu)勢(shì)。隨著其價(jià)格日趨合理,充電設(shè)施配套日益完善,未來鈦酸鋰離子電池有望在動(dòng)力鋰離子電池領(lǐng)域占據(jù)重要的一席之地。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量: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
據(jù)了解,從實(shí)際使用價(jià)值來看,鈦酸鋰離子電池有望憑借超長(zhǎng)的循環(huán)壽命,給客戶帶來更低的使用成本優(yōu)勢(shì)。隨著價(jià)格日趨合理,鈦酸鋰即將上演逆襲。鈦酸鋰離子電池未來市場(chǎng)空間將十分有限。汽車產(chǎn)業(yè)基本沒有空間,未來汽車產(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,與未來儲(chǔ)能有望用動(dòng)力鋰離子電池二次利用的高性價(jià)比相比,鈦酸鋰在儲(chǔ)能領(lǐng)域前景也堪憂。
鈦酸鋰離子電池技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)
鈦酸鋰離子電池具有體積小、重量輕、能量密度高、密封性能好、無(wú)泄露、無(wú)記憶效應(yīng)、自放電率低、充放電迅速、循環(huán)壽命超長(zhǎng)、工作環(huán)境溫度范圍寬、安全穩(wěn)定綠色環(huán)保等特點(diǎn),所以在通信電源領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用前景。
鈦酸鋰離子電池作為負(fù)極材料時(shí)電位平臺(tái)高達(dá)1.55V,比傳統(tǒng)石墨負(fù)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。
由于鈦酸鋰離子電池在高溫、低溫環(huán)境中均可以達(dá)到安全使用,也體現(xiàn)出其耐寬溫(尤其耐低溫)的重要優(yōu)勢(shì)。目前,銀隆鈦酸鋰離子電池的安全工作溫度區(qū)域在-50度到65度之間。
循環(huán)壽命長(zhǎng)。與傳統(tǒng)鋰離子電池普遍采用的石墨材料相比,鈦酸鋰離子電池材料在充放電嵌脫鋰過程中,骨架結(jié)構(gòu)幾乎不發(fā)生收縮或膨脹,被稱為零應(yīng)變材料,防止了一般電極材料脫/嵌鋰離子時(shí)晶胞體積應(yīng)變而造成的電極結(jié)構(gòu)損壞的問題。
鈦酸鋰離子電池的最后一個(gè)優(yōu)勢(shì)是快速充放電能力強(qiáng),充電倍率高。目前銀隆鈦酸鋰離子電池的充電倍率有10C、甚至20C,而普通石墨負(fù)極材料的電池充電倍率僅有2C-4C。
鈦酸鋰離子電池在循環(huán)使用中會(huì)發(fā)生持續(xù)產(chǎn)氣,導(dǎo)致電池組鼓脹,高溫時(shí)尤其嚴(yán)重,影響正負(fù)極的接觸,新增電池阻抗,影響電池性能的發(fā)揮。這也是限制負(fù)極材料鈦酸鋰廣泛應(yīng)用到電池中的重要障礙之一。
鈦酸鋰離子電池材料顆粒納米化的過程往往比較困難,要較高的成本,目前難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)加工。
鈦酸鋰離子電池相對(duì)其他類型的鋰離子動(dòng)力鋰離子電池能量密度會(huì)低一些。
鈦酸鋰離子電池技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r
近10多年來,國(guó)內(nèi)外對(duì)鈦酸鋰離子電池技術(shù)的研究可謂是風(fēng)起云涌。其產(chǎn)業(yè)鏈可分為鈦酸鋰材料制備、鈦酸鋰離子電池加工與鈦酸鋰離子電池系統(tǒng)的集成及其在電動(dòng)汽車及儲(chǔ)能市場(chǎng)的應(yīng)用。
國(guó)際上對(duì)鈦酸鋰材料研究及產(chǎn)業(yè)化方面比較領(lǐng)先的有美國(guó)奧鈦納米科技公司、日本石原產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社、英國(guó)莊信萬(wàn)豐公司等。其中美國(guó)奧鈦加工的鈦酸鋰材料無(wú)論在倍率、安全性、長(zhǎng)壽命及高低溫等方面性能優(yōu)異。但是由于加工方法過于冗長(zhǎng)精細(xì)導(dǎo)致加工成本偏高,使其在商業(yè)化推廣上難度較大。