鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年04月30日
鈦酸鋰電池為何沒有成為主流?
鈦酸鋰電池是一種用作鋰離子電池負極材料-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極組成1.5V的鋰二次電池。
優(yōu)點:
安全性——鈦酸鋰(LTO)VS其他鋰電池
鈦酸鋰(LTO)
1)發(fā)生短路故障時歐姆阻抗急劇增加,抑制放電反應(yīng),不會引起過大的瞬間電流和溫度上升;
2)LTO本身均不可燃;
3)充電電位平臺稍負于1.55V,即使在充電后期、低溫或高倍率充電的情況下,此負極的電位也不會達到鋰離子還原成金屬鋰的電位,不會產(chǎn)生析鋰引發(fā)的安全事故。
上述三點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;
2)其本身具備可燃性;更多內(nèi)容,歡迎關(guān)注微信公眾號:電池工業(yè)網(wǎng)
3)嵌鋰的電位約為0.1V,在低溫、高倍率充電時易在負極表面析出鋰金屬,一定程度便會刺破隔膜,造成電池內(nèi)部短路,產(chǎn)生爆炸等嚴重危害人身安全。
上述三點極易引發(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)過程中體積變化僅為0.1%~0.3%,能避免充放電過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
與碳負極材料相比,鈦酸鋰具有較高的鋰離子擴散系數(shù),可高倍率充放電。在大大縮短充電時間的同時,對循環(huán)壽命的影響較小,熱穩(wěn)定性也較強。據(jù)測試,最新技術(shù)研發(fā)的鈦酸鋰電池十分鐘左右即可充滿,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:電池工業(yè)網(wǎng)
充電時間太長一直是電動汽車發(fā)展過程中難以跨越的障礙。一般采用慢充的純電動公交車,充電時間至少要4個小時以上,很多純電動乘用車的充電時間更是長達8個小時。電動車輛的快速充電是未來的趨勢,消費者不愿浪費太多時間在等待充電這個環(huán)節(jié)。
鈦酸鋰電池缺點
鈦酸鋰電池負極采用鈦酸鋰,相比負極用石墨的主流鋰電池,市場份額十分小眾。資料顯示,在新能源客車中,鈦酸鋰電池的市場份額占比約為3%,遠低于磷酸鐵鋰電池88%的市場份額;而在乘用車領(lǐng)域,鈦酸鋰電池則和其他少數(shù)派技術(shù)一起,分享著3%的市場空間。
鈦酸鋰電池為何沒有成為主流?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的使用壽命長,更難被認證。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。鈦酸鋰做負極,本身也存在脹氣和長時間使用一致性降低等問題,目前原理上也不能證明太酸鋰電池會比其他電池壽命長。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)的進步,存在3000次、4000次也不會太遙遠,局勢從性能上,已經(jīng)可以使用超過10年甚至達到20年的使用壽命,將超過汽車的一般的生命周期。鈦酸鋰電池即使做到了長壽命,也沒優(yōu)勢。更多內(nèi)容,歡迎關(guān)注微信公眾號: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)會重點發(fā)展鈦酸鋰電池。未來,其他鋰電池技術(shù)進步速度將超過鈦酸鋰電池。
3、鋰電池壽命、性能等是受到多個方面的影響,特別是四大材料的影響。鈦酸鋰僅是負極材料,一個材料再怎么進步,也很難因此讓產(chǎn)品產(chǎn)生無可匹敵的優(yōu)勢。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,最大的劣勢是能量密度低,成本高。特別是能量密度低是因為負極材料鈦酸鋰的原理性能決定,很難有大的突破空間。成本可以通過規(guī)?;档?,而基于原理上的弱點,無法通過技術(shù)來改變。
5、戰(zhàn)新產(chǎn)研從產(chǎn)業(yè)趨勢角度看,不要相信國際主流企業(yè)都做不好的技術(shù),會在中國發(fā)光發(fā)熱。中國基礎(chǔ)研究還遠達不到國際先進企業(yè)水平,想在國際技術(shù)潮流中撿漏,無異于異想天開。鈦酸鋰電池未來市場空間將十分有限。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。儲能領(lǐng)域可以嘗試,但也絕對不會成為主流,再加上價格高昂,與未來儲能有望用動力電池二次利用的高性價比相比,鈦酸鋰在儲能領(lǐng)域前景也堪憂。
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