這個“零應(yīng)變”電極材料極大地延長了鈦酸鋰電池的循環(huán)壽數(shù)。鈦酸鋰具有尖晶石結(jié)構(gòu)所特有的三維鋰離子渙散通道，具有功率特性優(yōu)秀和高低溫功用佳等利益。與碳負極材料比照，鈦酸鋰的電位高(比金屬鋰的電位高1.55V)，這就致使通常在電解液與碳負極表面上成長的固液層在鈦酸鋰表面底子上不構(gòu)成。
    更首要的是在正常電池運用的電壓計劃內(nèi)鋰枝晶在鈦酸鋰表面上難以生成。這就在很大程度上消除了由鋰枝晶在電池內(nèi)部構(gòu)成短路的可能性。所以鈦酸鋰為負極的鋰離子電池的安全性是如今筆者見到的各種類型的鋰離子電池中安全性最高的。
    業(yè)內(nèi)人士大大都都聽說過由鈦酸鋰代替石墨作為鋰電負極材料的鋰電循環(huán)壽數(shù)可達數(shù)萬次，遠高于多見的傳統(tǒng)鋰離子電池，僅循環(huán)幾千次就與世長辭了。
    因為大都專業(yè)鋰電人士從來沒有實在著手制作過鈦酸鋰電池產(chǎn)品，或許只是做過幾回遇到困難就草草了事。所以他們沒能靜下心來仔細思考一下，為何大多數(shù)制作完美的傳統(tǒng)鋰離子電池通常只能結(jié)束1000～2000次充放電循環(huán)壽數(shù)？
    傳統(tǒng)鋰離子電池循環(huán)壽數(shù)短的底子要素中是不是源于其間的某一個底子組件-石墨負極為難重負呢？一旦將石墨負極替換成尖晶石型鈦酸鋰負極以后，底子相同的鋰離子電池化學(xué)系統(tǒng)就能循環(huán)到幾萬甚至幾十萬次。
    其他，在很多人津津樂道地議論鈦酸鋰電池的能量密度偏低時，卻忽略了一個簡略而首要的實際：那即是鈦酸鋰電池超長的循環(huán)壽數(shù)、與眾不一樣的安全性、優(yōu)秀的功率特性以及出色的經(jīng)濟性。這些特性卻將會是成果如今正在鼓起的大計劃鋰電儲能工業(yè)的首要基石。
    近10多年來，國內(nèi)外對鈦酸鋰電池技術(shù)的研討可謂是如火如荼。其工業(yè)鏈可分為鈦酸鋰材料制備、鈦酸鋰電池出產(chǎn)與鈦酸鋰電池系統(tǒng)的集成及其在電動車及儲能商場的運用。
    1.鈦酸鋰材料
    國際上對鈦酸鋰材料研討及工業(yè)化方面比照搶先的有美國奧鈦納米科技公司、日本石原工業(yè)股份有限公司、英國莊信萬豐公司等。其間美國奧鈦出產(chǎn)的鈦酸鋰材料不管在倍率、安全性、長壽數(shù)及高低溫等方面功用優(yōu)秀?？墒且驗槌霎a(chǎn)方法過于冗長精細致使出產(chǎn)本錢偏高，使其在商業(yè)化推廣上難度較大。
    石原工業(yè)是亞洲最大的鈦白粉制作商之一，公司在日本、新加坡、臺灣均有出產(chǎn)基地。石原工業(yè)充分運用其充分的原材料本錢，以濕法技術(shù)成功地開發(fā)了多款低本錢、高倍率、不一樣顆粒度的鈦酸鋰產(chǎn)品。其功用相似的產(chǎn)品在報價比照美國奧鈦的鈦酸鋰材料有較大的優(yōu)勢，但比中國國內(nèi)的產(chǎn)品則技高一籌。莊信萬豐接手了原德國南邊化學(xué)公司具有的磷酸鐵鋰等材料，但在鈦酸鋰材料的研發(fā)與出產(chǎn)方面投入缺少，產(chǎn)品質(zhì)量難以安穩(wěn)。
    國內(nèi)在鈦酸鋰材料量產(chǎn)方面已有多家，如四川興能新材料有限公司、珠海銀隆新動力有限公司、湖州微宏動力有限公司、深圳貝特瑞新動力材料股份有限公司、湖南杉杉新材料有限公司以及安徽和深圳周邊的多家計劃較小的鈦酸鋰出產(chǎn)廠家。
    四川興能是一家專業(yè)出產(chǎn)鈦酸鋰材料的廠家，年產(chǎn)能達3000t，鈦酸鋰出產(chǎn)技術(shù)具有客戶習(xí)氣性和安穩(wěn)性，可在不改動現(xiàn)有出產(chǎn)線和設(shè)備的狀況下靈活調(diào)整，出產(chǎn)出適合不一樣客戶懇求的鈦酸鋰，并堅持產(chǎn)品技術(shù)方針的安穩(wěn)。興能依托上游的鋰礦與鈦礦本錢，可完成從原礦到終究材料的協(xié)同出產(chǎn)，由此可完成鈦酸鋰產(chǎn)品功用前進和本錢下降，避免材料商場不堅定帶來的影響。
    珠海銀隆于2011年結(jié)束了對美國奧鈦納米科技公司53.6%的股權(quán)的收購然后成為國內(nèi)罕見的一家一同具有鈦酸鋰材料制備、電池出產(chǎn)、鈦酸鋰電動汽車、儲能系統(tǒng)、調(diào)頻調(diào)峰等運用的多項中心技術(shù)與30多項專利的公司
    如今北方奧鈦納米技術(shù)有限公司(簡稱“北方奧鈦”)的鈦酸鋰材料年產(chǎn)能100t并為北方奧鈦和珠海銀隆供應(yīng)高品質(zhì)的納米級鈦酸鋰。珠海銀隆新動力還與石原工業(yè)就新式鈦酸鋰材料的研發(fā)展開了戰(zhàn)略協(xié)作，材料的本錢將跟著其產(chǎn)量的添加而下降，將來幾年內(nèi)有望靠近如今石墨負極材料的本錢報價。
    湖州微宏是如今在國內(nèi)業(yè)界推廣鈦酸鋰電池技術(shù)和其它快充類電池最成功的公司之一。
    湖州微宏出產(chǎn)的鈦酸鋰材料首要用于自己出產(chǎn)的鈦酸鋰電池產(chǎn)品。湖州微宏鈦酸鋰電池產(chǎn)品在國內(nèi)外商場不斷擴大也對鈦酸鋰技術(shù)在電動車及儲能商場上的運用起到了出色的演示效果。
    深圳貝特瑞是如今國際上最大的鋰電碳負極供應(yīng)商。公司具有健壯的研發(fā)團隊，也是鈦酸鋰職業(yè)規(guī)范的起草者之一。深圳貝特瑞健壯的出售網(wǎng)絡(luò)也將在鈦酸鋰商場出售中占盡先機，現(xiàn)已推出碳包覆鈦酸鋰和無碳包覆鈦酸鋰的2款產(chǎn)品?？墒?，如今鈦酸鋰材料并非貝特瑞的主打產(chǎn)品。在鈦酸鋰電池商場沒有全面鋪開的狀況下，公司還沒有在鈦酸鋰材料的出產(chǎn)上擬定久遠的計劃。
    2.鈦酸鋰電池及其在電動車和儲能方面的運用
    國際上可以批量出產(chǎn)鈦酸鋰電池的廠家并不多，首要以美國奧鈦與日本東芝集團為代表。鈦酸鋰電池的運用商場首要有電動車、儲能商場及工業(yè)運用。
    美國奧鈦的鈦酸鋰電池制作方面有其共同的中心技術(shù)，在國際上大規(guī)范鈦酸鋰電池制作方面仍處于搶先位置，并已處理了所謂的“脹氣”疑問。如今其第4代65Ah單體鈦酸鋰電池已用于儲能系統(tǒng)，在65℃循環(huán)上萬次仍無明顯的容量衰減。
    在鈦酸鋰電池系統(tǒng)運用方面，奧鈦為美國加州供應(yīng)的混合電動巴士已于2008年投入工作至今。其燃油經(jīng)濟性方針為106.4kg/L遠高于通常柴油發(fā)電機的23.8kg/L。公司為夏威夷天然動力所的10.5MW風(fēng)力發(fā)電場供應(yīng)了1MW的存儲系統(tǒng)并與本地電網(wǎng)的并網(wǎng)，一同供應(yīng)為期3年的技術(shù)支撐效力。此鈦酸鋰電池儲能系統(tǒng)首要用于調(diào)控可再生動力的電壓不堅定，并將機組的負荷改動率控制在1MW/min以內(nèi)。
    奧鈦的1MW大容量高功率儲能機組是如今在美國電網(wǎng)中僅有得到2年多實地商業(yè)運作和功用質(zhì)量查驗通過的大容量鈦酸鋰電池產(chǎn)品。儲能系統(tǒng)循環(huán)次數(shù)逾越500000次，充放電總電量逾越3300MWh，系統(tǒng)容量丟失小于2%，且功率并沒有明顯的衰減。
    日本東芝批量出產(chǎn)以“SCiB”為品牌的鈦酸鋰電池。其間3.2Ah、10Ah及20Ah鋁殼方形電池首要用于電動摩托、電動汽車及汽車啟停電池。SCiB電池有著敏捷充電和長壽數(shù)的優(yōu)勢，10分鐘即可充電90%以上，重復(fù)充放電3000次電量容量衰減缺少10%，現(xiàn)已批量運用于“EV—neo”電動摩托車上。
    在儲能方面，東芝借日本新陽光計劃之春風(fēng)正在將鈦酸鋰電池運用到大計劃儲能電站及家庭儲能系統(tǒng)。另一家日本公司村田已開發(fā)了選用5V鎳錳酸鋰為正極的新式鈦酸鋰電池。其電壓差為3.2V，能量密度可抵達130Wh/K歌，逾越了如今磷酸鐵鋰電池的水平。
    國內(nèi)在鈦酸鋰電池出產(chǎn)方面已有多家，如湖州微宏、珠海銀隆、深圳博磊達、天津市捷威動力工業(yè)有限公司、四川興能、中信國安盟固利電源技術(shù)有限公司、湖南杉杉及安徽和深圳周邊的多家計劃較小的鈦酸鋰電池出產(chǎn)廠家。
    湖州微宏自2006年建立以來一向致力于鈦酸鋰技術(shù)開發(fā)。公司對其鈦酸鋰電池出產(chǎn)需要的鈦酸鋰材料、隔膜、電解液以及正極材料進行了垂直聯(lián)系。這些年為了習(xí)氣商場需要，湖州微宏具有了日產(chǎn)8萬只10Ah的鈦酸鋰電池產(chǎn)品的產(chǎn)能以及2倍于的鈦酸鋰電池的多元正極鋰電池產(chǎn)品的產(chǎn)能。
    到2014年底，湖州微宏的10分鐘敏捷充電電池系統(tǒng)已配備了逾越3000輛混合動力為主的電動大巴，首要銷往英國、荷蘭及中國重慶等地。在儲能商場方面，湖州微宏分別在美國的佛蒙特州及中國重慶安裝了用于電網(wǎng)調(diào)頻及電網(wǎng)需要處理的鈦酸鋰電池儲能系統(tǒng)。
    珠海銀隆如今量產(chǎn)的鈦酸鋰電池產(chǎn)品有20Ah和65Ah軟包電池以及25Ah、30Ah和55Ah圓柱電池，功用方針已抵達美國奧鈦出產(chǎn)的鈦酸鋰電池。電池100%DOD的循環(huán)次數(shù)逾越16000次，10%DOD則抵達160萬次。這幾款電池均現(xiàn)已過北方汽車質(zhì)量監(jiān)督查驗判定實驗所(201所)的第三方查看。
    在運用方面，鋰電池廠商新式純電動公交車運用了圓柱形、壽數(shù)長、充放電快的鈦酸鋰電池，續(xù)航路程可達30～80km,敏捷充電只需6～10分鐘，也可用夜間谷電慢充30～60分鐘布滿。該系列車型現(xiàn)已成功地投放于廣東湛江、河北邯鄲、石家莊等地公交系統(tǒng)。
    銀隆專為北京公交計劃開發(fā)的仿古鐺鐺車于2014年9月投入商業(yè)化運營。該車還被指定為北京APEC會議的官方指定用車。在儲能商場，銀隆分別與國家電網(wǎng)和南邊電網(wǎng)協(xié)作承當(dāng)了儲能方面的863國家項目，為張北景色儲輸演示站和深圳寶清電池儲能站分別供應(yīng)了2個2MWh和1個600kWh鈦酸鋰系統(tǒng)的有些模塊、電池箱計劃以及系統(tǒng)處理方案。
    深圳博磊達通過共同的材料處理方法，可以制備得到功用出色的Li4Ti5O12材料，并通過技術(shù)攻關(guān)項目，從鈦酸鋰電池的出產(chǎn)技術(shù)前進啟航，高功用Li4Ti5O12的計劃和制備現(xiàn)已取得重大進展，如今量產(chǎn)的產(chǎn)品有17Ah、20Ah和25Ah圓柱電池，處理了鈦酸鋰電池簡略脹氣的疑問，取得了高功用的鈦酸鋰電池產(chǎn)品，并取得了權(quán)威的第三方查看陳說。
    博磊達公司從高功率Li4Ti5O12電極材料計劃下手，研討Li4Ti5O12材料界面副反應(yīng)提醒產(chǎn)氣機理和處理機制對Li4Ti5O12電極材料在動力電池中的計劃化運用并取得了重大突破。
    天津捷威得到了美國奧鈦的鈦酸鋰電池出產(chǎn)技術(shù)轉(zhuǎn)讓，并聯(lián)系自己多年來在聚合物軟包動力電池出產(chǎn)方面的技術(shù)堆集而煢居特征。公司成功地突破了脹氣難題，已具有批量出產(chǎn)大規(guī)范單體鈦酸鋰電池的技術(shù)及才干，電池容量抵達60Ah，累計出貨量為2000萬Ah。
    該電池可以承受10C以上接連充放電，壽數(shù)抵達2萬次以上，溫度計劃為-40～60℃，首要運用于快充大巴和調(diào)頻的儲能電站。
    鈦酸鋰電池技術(shù)開發(fā)難點及其展開方向
    1.在中國展開鈦酸鋰電池技術(shù)的理由
    鈦酸鋰電池技術(shù)在中國各種儲能電池中的比賽應(yīng)當(dāng)占有有利地勢、有利地勢、人和之優(yōu)勢。光就運用壽數(shù)而言，鈦酸鋰電池超長的循環(huán)壽數(shù)遠勝于各類鉛酸電池；其功率、本錢及電化學(xué)功用更是優(yōu)于鈉硫與液流釩等電池系統(tǒng)。
    鋰電產(chǎn)品歷年來首要商場是便攜式電器如手機和手提電腦等。中國的手機與手提電腦的用量雖大，但大多數(shù)都不屬國內(nèi)品牌。所以國內(nèi)鋰電廠家在便攜式電器上的鋰電出售才干輸于日韓產(chǎn)品。
    可是，鈦酸鋰技術(shù)的適用商場卻是混合電動車、格外工業(yè)運用及儲能運用如調(diào)頻及電網(wǎng)電壓支撐等。這些商場在全國際尚處于起步時期，誰執(zhí)牛耳沒有可知。鈦酸鋰技術(shù)有望成為這些商場中的佼佼者。
    中國人口基數(shù)占全國際約1/5。因為人口眾多，中國的電動車、儲能及工業(yè)運用商場是一個讓很多國家的跨國公司所垂涎的無量商場。這些年中國政府對電動車及儲能工業(yè)的展開高度重視，各類國家鼓動方針紛亂出臺。中國產(chǎn)的鈦酸鋰電池系統(tǒng)在重慶及歐洲的混合電動大巴、張北的景色儲演示站及深圳寶清儲能電站已有了幾年的商業(yè)化運用數(shù)據(jù)堆集。
    其他，中國鋰電工業(yè)鏈的上下游早已成氣候，除了完備的電池材料供應(yīng)與設(shè)備制作才干以外，鋰電池產(chǎn)品的出產(chǎn)才干也與日、韓三分天下。這就使得中國的鋰電出產(chǎn)廠家從傳統(tǒng)鋰電出產(chǎn)轉(zhuǎn)型到鈦酸鋰電池產(chǎn)品出產(chǎn)具有了先天的條件。
    中國在鈦酸鋰材料出產(chǎn)方面早已有了像四川興能、珠海銀隆、湖州微宏等既有實力又有閱歷的公司。在鈦酸鋰電池出產(chǎn)方面嶄露頭角的代表公司有湖州微宏、珠海銀隆、深圳博磊達、天津捷威等。
    這些公司都現(xiàn)已在國內(nèi)外電動車及儲能商場開端建立了自己的出售路徑。格外值得指出的是深圳博磊達具有從材料出產(chǎn)到電池制作及系統(tǒng)集成一系列專有技術(shù)與知識產(chǎn)權(quán)，如今中國鋰電界尚屬罕見的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的出產(chǎn)廠家。
    2.鈦酸鋰材料、電池及電池組制作的瓶頸
    已然鈦酸鋰電池技術(shù)有很多其他鋰電無法比擬的優(yōu)越性，那為何至今停止在中國動力職業(yè)甚至國際動力領(lǐng)域運用寥寥呢？要素有以下3個方面：
    ①鈦酸鋰材料出產(chǎn)鈦酸鋰材料的出產(chǎn)從原則上說并不凌亂。但要用作鋰離子電池的負極材料，不但需要講究材料具有適合的比表面積、粒度、密度和電化學(xué)功用等，還有必要可以習(xí)氣于大計劃鋰電池的出產(chǎn)技術(shù)。鈦酸鋰材料在很多傳統(tǒng)鋰電出產(chǎn)線上無法正常出產(chǎn)的要素之一即是材料的pH為11或12，吸濕性極強。
    ②鈦酸鋰電池制作在實際上，將常規(guī)鋰離子電池出產(chǎn)線直接用來出產(chǎn)鈦酸鋰電池產(chǎn)品并不像只是把石墨換成鈦酸鋰材料那樣簡略。因為鈦酸鋰材料對濕度的懇求比常規(guī)鋰離子電池出產(chǎn)要高得多。為了控制濕度，有些制備技術(shù)需要做相應(yīng)的調(diào)整以習(xí)氣鈦酸鋰電池產(chǎn)品出產(chǎn)的格外懇求。其他，有些出產(chǎn)設(shè)備也需要做相應(yīng)的改進。假設(shè)有條件的話，最佳能專門為鈦酸鋰電池產(chǎn)品從頭計劃一條結(jié)構(gòu)緊湊、體積細巧、全封閉式的自動化出產(chǎn)線。
    ③鈦酸鋰電池組與常規(guī)鋰離子電池不一樣，如今國內(nèi)外出產(chǎn)的鈦酸鋰電池在成組投入運用一段時期后常會看到軟包的單體電池內(nèi)有微量的氣體發(fā)作。這些氣體與新鮮電池化成時發(fā)作的氣體不一樣。前者可以通過電池出產(chǎn)技術(shù)來去掉。但后者則是在電池運用過程中發(fā)作的，或許說在如今的技術(shù)條件下很難避免。
    電池網(wǎng)認為，研討循環(huán)時氣體發(fā)作的化學(xué)反應(yīng)機理應(yīng)當(dāng)不失為一個極好的科研標題。其他，因為鈦酸鋰電池技術(shù)的優(yōu)越性之一是其高功率功用。盡管電池自身可以承受大電流充放電，但厚的單體電池依然不適于高功率運用因為電池太厚會造成大電流發(fā)作的熱量難以宣布。所以對大功率鈦酸鋰電池來說，標準大而薄的軟包電池結(jié)構(gòu)仍不失為一個合理的選擇。
    3.鈦酸鋰技術(shù)的往后展開方向
    最終，在此有必要概括概括一下鈦酸鋰材料作為鋰電負極的優(yōu)劣勢，優(yōu)勢：超高安全性、超長壽數(shù)、高低溫工作計劃寬、高功率、低本錢以及綠色環(huán)保。劣勢：鈦酸鋰材料能量密度低、吸水性強，電池制作的環(huán)境懇求高、出產(chǎn)技術(shù)要做相應(yīng)的更新、新技術(shù)需要出資必要的設(shè)備與更高懇求的濕度控制、以及鈦酸鋰電池的運用商場沒有充分翻開。
    結(jié)語
    在其時中國政府大力建議開發(fā)新動力及其有關(guān)工業(yè)的大環(huán)境下，怎么推動鈦酸鋰電池技術(shù)及其在電動車和儲能商場上的運用對中國鈦酸鋰電池工業(yè)而言是機不可失，時不再來。對于國內(nèi)的珠海銀隆、湖州微宏、深圳博磊達、四川興能、深圳貝特瑞等具有一有些自主知識產(chǎn)權(quán)的優(yōu)勢及出售路徑的公司應(yīng)當(dāng)是得天獨厚的時機。很多人沒有意識到中國在鈦酸鋰技術(shù)方面的知識產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢是如今以磷酸鐵鋰電池為主的所謂“干流化學(xué)”所不具有的。
    開發(fā)高容量高電位正極材料以前進鈦酸鋰電池的能量密度是趕超日韓的一步妙棋。當(dāng)然，一同有必要對悉數(shù)鋰離子電池化學(xué)系統(tǒng)進行研討，如高電位電解液和抗氧化隔膜等課題研討。中國鋰電職業(yè)開發(fā)鈦酸鋰電池技術(shù)的極力將會得到正在鼓起的電動車、儲能及工業(yè)運用商場可觀的酬謝。 


 
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