鉅大LARGE | 點擊量:1992次 | 2021年03月11日
鈦酸鋰離子電池有什么優(yōu)點和缺點?
鈦酸鋰離子電池優(yōu)點
1、安全穩(wěn)定性好
傳統(tǒng)的碳電極在嵌鋰之后一旦過充,電極的表面容易析出金屬鋰,其與電解液接觸發(fā)生反應會出現(xiàn)可燃性氣體,帶來安全隱患。鈦酸鋰的電勢比純金屬鋰的電勢高,不易出現(xiàn)鋰晶枝,放電電壓平穩(wěn),而且,因此提高了鋰離子電池的安全性能。曾有第三方機構(gòu)對鈦酸鋰離子電池進行測試發(fā)現(xiàn),在針刺、擠壓、短路等嚴苛測試下,不冒煙、不起火、不爆炸,安全性遠高于其他鋰離子電池。因此也有很多業(yè)內(nèi)人士認為鈦酸鋰十分適合用在對電池穩(wěn)定性要求極高的特種等領(lǐng)域。
電動汽車的安全穩(wěn)定性能是消費者最為關(guān)注的指標,無論續(xù)航里程多遠,假如不能解決安全問題,消費者開的不過是一輛裝著不按時炸彈的車子,而鈦酸鋰離子電池的超安全性能無疑將會受到消費者的青睞。
2、快充性能優(yōu)異
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)的鈦酸鋰離子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。
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。電動汽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)。
3、循環(huán)壽命長
電池循環(huán)壽命決定整個新能源車的性價比,是未來新能源車脫離補貼政策后的重要競爭點。汽車電池循環(huán)壽命的延長,讓消費者能夠買得起、養(yǎng)得起。
其他的傳統(tǒng)鋰離子電池,比如磷酸鐵鋰離子電池,在使用過程中會出現(xiàn)容量大幅衰減、壽命縮短的問題,不僅影響了用戶的正常使用,還新增了電池更換成本。這種不佳的使用體驗,很可能讓消費者對電動汽車望而卻步,從而不利于新能源汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。鈦酸鋰離子電池則很好地解決了這些問題。
鈦酸鋰離子電池在充放電時,鋰離子嵌入和脫嵌不會造成鈦酸鋰晶型結(jié)構(gòu)的變化,因此對鈦酸鋰材料的結(jié)構(gòu)幾乎沒有影響。正因如此,鈦酸鋰也被稱為零應變材料。鈦酸鋰離子電池與當前慢充最多使用5年、快充最多使用2年的磷酸鐵鋰離子電池相比,優(yōu)勢十分突出。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)測定,普通電池循環(huán)使用壽命平均為3000次,而鈦酸鋰離子電池完全充放電循環(huán)次數(shù)可達3萬次以上,在作為動力鋰電池使用10年之后,可能還能作為儲能電池再用20年。這也意味著,鈦酸鋰離子電池可以做到與車輛同生命周期,用戶在實際使用中不用更換電池,幾乎不新增后期成本。
4、耐寬溫性能良好
鈦酸鋰離子電池的尖晶石結(jié)構(gòu)具有三維鋰離子擴散通道,因此鈦酸鋰離子電池在高低溫性能上的表現(xiàn)也十分優(yōu)異。一般電動汽車在零下10℃時充放電就會出現(xiàn)問題,鈦酸鋰離子電池耐寬溫性能良好,耐用性強,在零下50℃到零上60℃均可正常充放電,無論是在冰封的北國,還是在炎熱的南方,車輛都不會因電池休克而影響工作,消除了用戶的后顧之憂。
鈦酸鋰離子電池的這些優(yōu)勢,能大幅節(jié)省充電站場地建設和人員配置成本等,更適合在公交領(lǐng)域的推廣應用,而公交系統(tǒng)正是我國新能源客車推廣應用的主戰(zhàn)場。來自目前推廣應用新能源車比例最高的公交市場的反饋顯示,快充方式更加適合當前公交市場的實際需求。河北邯鄲一家公交公司應用鈦酸鋰離子電池的新能源公交車運營已有兩年多時間,其相關(guān)負責人的體會是:一輛車快充6-10分鐘就可以充滿,駕駛員換班休息的間隙就能充好。
鈦酸鋰離子電池缺點
鈦酸鋰離子電池負極采用鈦酸鋰,相比負極用石墨的主流鋰離子電池,市場份額十分小眾。資料顯示,在新能源客車中,鈦酸鋰離子電池的市場份額占比約為3%,遠低于磷酸鐵鋰離子電池88%的市場份額;而在乘用車領(lǐng)域,鈦酸鋰離子電池則和其他少數(shù)派技術(shù)一起,分享著3%的市場空間。
鈦酸鋰離子電池為何沒有成為主流_鈦酸鋰離子電池優(yōu)缺點詳解
鈦酸鋰離子電池為何沒有成為主流?造成這種現(xiàn)象的原因重要有以下幾種因素:
1、鋰離子電池壽命、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)品出現(xiàn)無可匹敵的優(yōu)勢。更何況正極材料才是影響鋰離子電池性能最重要的材料。
2、鈦酸鋰離子電池,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)模化降低,而基于原理上的弱點,無法通過技術(shù)來改變。
3、至于鈦酸鋰離子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離子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。鈦酸鋰離子電池即使做到了長壽命,也沒優(yōu)勢。
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