鈦酸鋰離子電池技術(shù)開發(fā)難點及其發(fā)展方向

1.在我國發(fā)展鈦酸鋰離子電池技術(shù)的理由

鈦酸鋰離子電池技術(shù)在我國各種儲能電池中的競爭應(yīng)該占有天時、地利、人和之優(yōu)勢。光就使用壽命而言，鈦酸鋰離子電池超長的循環(huán)壽命遠勝于各類鉛酸電池；其效率、成本及電化學(xué)性能更是優(yōu)于鈉硫與液流釩等電池體系。

鋰電產(chǎn)品歷年來重要市場是便攜式電器如手機和手提電腦等。我國的手機與手提電腦的用量雖大，但大部分都不屬國內(nèi)品牌。所以國內(nèi)鋰電廠家在便攜式電器上的鋰電銷售能力輸于日韓產(chǎn)品。

然而，鈦酸鋰技術(shù)的適用市場卻是混合電動汽車、特殊工業(yè)應(yīng)用及儲能應(yīng)用如調(diào)頻及電網(wǎng)電壓支撐等。這些市場在全世界尚處于起步階段，誰執(zhí)牛耳尚未可知。鈦酸鋰技術(shù)有望成為這些市場中的佼佼者。

我國人口基數(shù)占全世界約1/5。由于人口眾多，我國的電動汽車、儲能及工業(yè)應(yīng)用市場是一個讓許多國家的跨國公司所垂涎的巨大市場。近年來我國政府對電動汽車及儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展高度重視，各類國家鼓勵政策紛紛出臺。我國產(chǎn)的鈦酸鋰離子電池系統(tǒng)在重慶及歐洲的混合電動大巴、張北的風(fēng)光儲示范站及深圳寶清儲能電站已有了幾年的商業(yè)化應(yīng)用數(shù)據(jù)積累。

另外，我國鋰電產(chǎn)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)備制造能力之外，鋰離子電池產(chǎn)品的生產(chǎn)量力也與日、韓三分天下。這就使得我國的鋰電生產(chǎn)廠家從傳統(tǒng)鋰電生產(chǎn)轉(zhuǎn)型到鈦酸鋰離子電池產(chǎn)品生產(chǎn)具備了先天的條件。

我國在鈦酸鋰材料生產(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相關(guān)經(jīng)驗的公司。在鈦酸鋰離子電池生產(chǎn)方面脫穎而出的代表公司有湖州微宏、珠海銀隆、深圳博磊達、天津捷威等。

這些公司都已經(jīng)在國內(nèi)外電動汽車及儲能市場初步建立了自己的銷售渠道。尤其值得指出的是深圳博磊達擁有從材料生產(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)，目前我國鋰電界尚屬少見的擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的生產(chǎn)廠家。

2.鈦酸鋰材料、電池及電池組制作的瓶頸

既然鈦酸鋰離子電池技術(shù)有諸多其他鋰電無法比擬的優(yōu)越性，那為何至今為止在我國能源行業(yè)乃至世界能源領(lǐng)域應(yīng)用寥寥呢？原因有以下3個方面：

①鈦酸鋰材料生產(chǎn)鈦酸鋰材料的生產(chǎn)從原則上說并不復(fù)雜。但要用作鋰離子電池的負極材料，不但要講究材料具有合適的比表面積、粒度、密度和電化學(xué)性能等，還必須能夠適應(yīng)于大規(guī)模鋰離子電池的生產(chǎn)工藝。鈦酸鋰材料在很多傳統(tǒng)鋰電生產(chǎn)線上無法正常生產(chǎn)的原因之一就是材料的pH為11或12，吸濕性極強。

②鈦酸鋰離子電池制作在事實上，將常規(guī)鋰離子電池生產(chǎn)線直接用來生產(chǎn)鈦酸鋰離子電池產(chǎn)品并不像僅僅把石墨換成鈦酸鋰材料那樣簡單。因為鈦酸鋰材料對濕度的要求比常規(guī)鋰離子電池生產(chǎn)要高得多。為了控制濕度，有些制備工藝要做相應(yīng)的調(diào)整以適應(yīng)鈦酸鋰離子電池產(chǎn)品生產(chǎn)的特殊要求。另外，有些生產(chǎn)設(shè)備也要做相應(yīng)的改進。假如有條件的話，最好能專門為鈦酸鋰離子電池產(chǎn)品重新設(shè)計一條結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧、全封閉式的自動化生產(chǎn)線。

③鈦酸鋰離子電池組與常規(guī)鋰離子電池不同，目前國內(nèi)外生產(chǎn)的鈦酸鋰離子電池在成組投入應(yīng)用一段時期后常會看到軟包的單體電池內(nèi)有微量的氣體出現(xiàn)。這些氣體與新鮮電池化成時出現(xiàn)的氣體不同。前者能夠通過電池生產(chǎn)工藝來去除。但后者則是在電池使用過程中出現(xiàn)的，或者說在目前的工藝條件下很難防止。