鈦酸鋰被認(rèn)為是比碳更安全、壽命更長的負(fù)極材料，前景被很多企業(yè)所看好。許多國內(nèi)企業(yè)紛紛投入資金進(jìn)行鈦酸鋰儲能產(chǎn)品開發(fā)制造，如上海電氣、正道集團(tuán)等；還有一些則將資金投入鈦酸鋰儲能調(diào)頻電站，如金路集團(tuán)。一時間，鈦酸鋰成為備受儲能業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)話題。

鈦酸鋰電池應(yīng)用前景廣闊

珠海格力電器股份有限公司董事長兼總裁董明珠非常看好鈦酸鋰技術(shù)，她指出，鈦酸鋰電池的儲能優(yōu)勢不僅僅可以在新能源汽車市場應(yīng)用，此類電池在智能家居布局上也有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用前景。

由于鈦酸鋰電池的高安全性、高穩(wěn)定性、長壽命和綠色環(huán)保的特點(diǎn)，鈦酸鋰材料會成為新一代鋰離子蓄電池的負(fù)極材料而被廣泛應(yīng)用于新能源汽車、電動摩托車和要求高穩(wěn)定性、長周期的項目等應(yīng)用領(lǐng)域。曾有第三方機(jī)構(gòu)對鈦酸鋰電池進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn)，在針刺、擠壓、短路等嚴(yán)苛測試下，不冒煙、不起火、不爆炸，安全性遠(yuǎn)高于其他鋰電池。因此也有很多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)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。

近年來，國內(nèi)鈦酸鋰電池在技術(shù)和性能上不斷提升，雖然鈦酸鋰還是新興材料，但已有多家公司從事相關(guān)行業(yè)，實(shí)現(xiàn)了鈦酸鋰電池的國產(chǎn)化。如珠海銀隆新能源股份有限公司（簡稱“銀隆”），在收購美國奧鈦納米技術(shù)公司后，將其技術(shù)主要應(yīng)用于生產(chǎn)電動大巴、儲能系統(tǒng)用鈦酸鋰電池，年產(chǎn)量達(dá)3000噸，其產(chǎn)品包含20、60安每小時軟包電池與30、50安圓柱等。

據(jù)了解，美國奧鈦納米技術(shù)公司在鈦酸鋰電池上擁有其獨(dú)特的核心技術(shù)。開發(fā)的10安高功率鋰電池以鈷酸鋰材料為正極，其優(yōu)異的低溫放電性能使得電池在零下40攝氏度的低溫下仍可放出60%以上的容量。電池?zé)岱€(wěn)定性能也很高，即使在240攝氏度的高溫下放置30分鐘后沒有冒煙，也未發(fā)生著火爆炸。在美國加州投入使用后，裝載此鈦酸鋰電池的混合動力巴士廣受好評。

此外，國內(nèi)鈦酸鋰電池供應(yīng)商還有四川興能新材料有限公司，其產(chǎn)品主要銷往歐洲以供應(yīng)當(dāng)?shù)仉妱哟蟀汀Ｉ钲谪愄厝鹦履茉床牧瞎煞萦邢薰緞t在材料上下足了功夫，其提供的碳包覆鈦酸鋰和無碳包覆鈦酸鋰材料在國內(nèi)也銷路甚廣。

在碳負(fù)極遇到發(fā)展瓶頸，硅、錫負(fù)極材料還不能量產(chǎn)的情況下，鈦酸鋰電池或?qū)⒊蔀橄乱粋€發(fā)展趨勢。業(yè)內(nèi)相關(guān)人士指出，鈦酸鋰電池的優(yōu)勢或?qū)㈦S著充電設(shè)備的大范圍覆蓋而更加明顯。

作為負(fù)極材料具有優(yōu)勢

電動汽車的安全穩(wěn)定性能是消費(fèi)者最為關(guān)注的指標(biāo)，電池循環(huán)壽命更是決定了整個新能源汽車的性價比，是未來新能源車脫離補(bǔ)貼政策后的主要競爭點(diǎn)。如今的新能源汽車大多都將電池設(shè)置在不易拆卸的位置，電池的選擇也因此而變得尤為重要——不光要考慮到其是否會在行駛途中起火爆炸，還要考慮到電池的循環(huán)使用壽命是否長久。

當(dāng)電池充放電時，鋰離子在鈦酸鋰負(fù)極上嵌入與脫嵌絲毫不影響其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，鈦酸鋰的晶型結(jié)構(gòu)幾乎無變化，這種現(xiàn)象被稱之為“零應(yīng)變”，因此鈦酸鋰材料也被稱為“零應(yīng)變材料”。這種性質(zhì)對電極材料來說具有相當(dāng)重要的作用，傳統(tǒng)石墨烯由于層狀結(jié)構(gòu)，在鋰離子嵌入嵌出過程中會引起材質(zhì)變形，導(dǎo)致循環(huán)性能不足；而其他的傳統(tǒng)鋰離子電池，比如磷酸鐵鋰電池，在使用過程中會出現(xiàn)容量大幅衰減、壽命縮短的問題，不僅影響用戶的正常使用，還增加了電池的更換成本。

鈦酸鋰電池則很好地解決了這個問題。其“零應(yīng)變”的性質(zhì)能夠避免在充放電過程中由于材料的伸縮變化而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而提高電極的性能和減少比容量的大幅度衰減，使得電池的循環(huán)壽命極大提高。

根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)測定，普通電池循環(huán)使用壽命平均為3000次，而鈦酸鋰電池完全充放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)3萬次以上。在作為動力電池使用10年之后，還能作為儲能電池再用20年。這也意味著，鈦酸鋰電池可以做到與車輛同生命周期，用戶在實(shí)際使用過程中不用更換電池，幾乎不增加后期成本。

傳統(tǒng)石墨負(fù)極的電池由于電位問題，會在電解質(zhì)的界面上形成一層膜，并容易形成“鋰枝晶”影響電池使用安全。而與碳負(fù)極材料相比，鈦酸鋰的電位比金屬鋰高1.55伏，與電解液之間的反應(yīng)活性較低，這就導(dǎo)致通常會在電解液與碳負(fù)極表面上形成的膜在鈦酸鋰表面基本不形成，從而避免“鋰枝晶”現(xiàn)象的產(chǎn)生，極大提高了電池的穩(wěn)定性和安全性。

另外，鈦酸鋰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攝氏度時充放電就會出現(xiàn)問題，而鈦酸鋰電池耐寬溫性能良好，耐用性強(qiáng)，在零下50攝氏度至60攝氏度的范圍內(nèi)各項性能仍保持在常溫狀態(tài)下的數(shù)值。

值得關(guān)注的是，與碳負(fù)極材料相比，鈦酸鋰具有較高的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)，可高倍率充放電。充電時間過長一直是電動汽車發(fā)展過程中難以跨越的障礙，同時很多消費(fèi)者表示不愿花費(fèi)太多時間等待充電。相關(guān)測試表明，與傳統(tǒng)石墨電池相比，在相同容量下，原本需要2~4小時的充電時間將被鈦酸鋰電池縮短到6分鐘，充放電速率得到了10倍以上的提升。

如今，鈦酸鋰電池雖然存在一定爭議，因其僅僅作為負(fù)極材料，并不能決定電池的其他性能，更何況其還有能量密度低、成本較高的競爭劣勢，但不可否認(rèn)的是，其優(yōu)勢也直指當(dāng)今市面上其它類型動力電池的痛點(diǎn)。隨著國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)力的提高以及對鈦酸鋰電池研發(fā)力度的加大，相信在未來可以解決大部分成本與技術(shù)難題，對其能量密度的要求也將隨著充電樁的大范圍覆蓋而降低，業(yè)界依舊對其充滿期待。

據(jù)了解，銀隆自主研發(fā)的第四代高能量密度鈦酸鋰電池，與第三代相比其成本下降40％，能量密度提高60％。未來銀隆還將通過鈦酸鋰電池和燃料電池的結(jié)合，解決新能源汽車?yán)m(xù)航里程短的難題。