鈦酸鋰電池的出現(xiàn)，彌補(bǔ)了磷酸鐵鋰、三元等技術(shù)路線的不足，向人們展示了電池技術(shù)路線的更多可能性。但鈦酸鋰電池若要成為電池技術(shù)體系的主流，它還面臨一些無(wú)法回避的挑戰(zhàn)。

鈦酸鋰電池,電動(dòng)汽車(chē)電池，三元電池，磷酸鐵鋰電池

鈦酸鋰電池受追捧源于其自身價(jià)值

鈦酸鋰電池打破了碳系負(fù)極的傳統(tǒng)電池技術(shù)路線，改以鈦酸鋰為負(fù)極材料，這讓它成為同行眼中的另類(lèi)。然而，鈦酸鋰電池之所以能夠從一個(gè)默默無(wú)聞的電池品類(lèi)逐漸引來(lái)資本競(jìng)相追捧，到今天為大眾熟知，根本原因還在于其自身所擁有的價(jià)值。

電池材料的結(jié)構(gòu)、粒徑影響著電池的安全、穩(wěn)定、效率、壽命和性價(jià)比。與碳負(fù)極材料相比，鈦酸鋰的電位高，在正常電池使用的電壓范圍內(nèi)，鋰枝晶在鈦酸鋰表面上難以生成，在很大程度上消除了因鋰枝晶在電池內(nèi)部形成短路的可能性。因此，山東玉皇新能源科技有限公司首席科學(xué)家薛嘉漁認(rèn)為，鈦酸鋰電池是他見(jiàn)過(guò)的鋰離子電池中安全性最高的電池。

鈦酸鋰具有尖晶石結(jié)構(gòu)所特有的三維鋰離子擴(kuò)散通道，具有功率特性優(yōu)異和高低溫性能佳等優(yōu)點(diǎn)。目前，我國(guó)企業(yè)生產(chǎn)的鈦酸鋰電池的安全工作溫度區(qū)域范圍可達(dá)-50℃到65℃，而普通碳系負(fù)極電池在溫度低于-20℃時(shí)能量就開(kāi)始衰減，-30℃時(shí)充電容量?jī)H為充電總?cè)萘康?4%，在嚴(yán)寒天氣下根本無(wú)法正常工作。

鈦酸鋰材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，Li+脫嵌過(guò)程“零應(yīng)變”，具有更長(zhǎng)的循環(huán)壽命。業(yè)內(nèi)生產(chǎn)的鈦酸鋰電池已實(shí)現(xiàn)30000次循環(huán)，這一點(diǎn)，磷酸鐵鋰和三元電池可望而不可即。盡管鈦酸鋰材電池的一次購(gòu)買(mǎi)成本相對(duì)較高，但從全生命周期來(lái)看，其性價(jià)比依然占優(yōu)。

鈦酸鋰電池的市場(chǎng)應(yīng)用

從哲學(xué)上講，矛盾無(wú)處不在，因此，沒(méi)有一種材料可以包打天下，完美地應(yīng)用于所有領(lǐng)域。鈦酸鋰電池也是如此，它很好地彌補(bǔ)了以往電池存在的不足，并在特定的領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)異。

儲(chǔ)能被認(rèn)為是鈦酸鋰電池最適合應(yīng)用的領(lǐng)域。鈦酸鋰電池可應(yīng)用于家庭儲(chǔ)能、工業(yè)儲(chǔ)能、特種儲(chǔ)能、工業(yè)儲(chǔ)能等領(lǐng)域。以銀隆新能源為例，其業(yè)務(wù)從儲(chǔ)能電池材料、儲(chǔ)能電芯、儲(chǔ)能電池BMS到儲(chǔ)能電池組以及各類(lèi)儲(chǔ)能的具體應(yīng)用，已經(jīng)形成了一個(gè)完整的儲(chǔ)能生態(tài)圈。

作為動(dòng)力電池使用時(shí)，鑒于安全性高、充電快、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，鈦酸鋰電池在新能源客車(chē)上有著廣泛應(yīng)用。比如，微宏動(dòng)力走出國(guó)門(mén)，為倫敦交通局的雙層巴士提供鈦酸鋰動(dòng)力電池系統(tǒng)解決方案，鈦酸鋰電池的表現(xiàn)獲得了客戶的認(rèn)可。而受限于能量密度，鈦酸鋰電池在純電動(dòng)乘用車(chē)上還未推廣開(kāi)來(lái)。

鈦酸鋰電池面臨的挑戰(zhàn)

盡管鈦酸鋰電池具備較多優(yōu)點(diǎn)，在市場(chǎng)上也有著不錯(cuò)的表現(xiàn)，但若要進(jìn)一步發(fā)展，必須面對(duì)一些挑戰(zhàn)。中科院成都有機(jī)化學(xué)研究所研究員范未峰博士結(jié)合自己團(tuán)隊(duì)以及業(yè)內(nèi)其他機(jī)構(gòu)的研究，提出鈦酸鋰電池在發(fā)展中面臨的問(wèn)題，這些問(wèn)題或可啟迪思考，也是業(yè)內(nèi)需要努力的方向。

低溫性能更好、成本更低的鈦酸鋰電池；

“低電壓+高容量”鈦酸鋰負(fù)極材料有待進(jìn)一步研發(fā)；

替代大容量鉛酸電源，100Ah~1000Ah超大容量鈦酸鋰電池有待可行性評(píng)測(cè)；

錳酸鋰/鈦酸鋰體系的高溫產(chǎn)氣問(wèn)題有待攻克；

比能量達(dá)120Wh/kg以上，鎳錳酸鋰/鈦酸鋰體系的適配電解液?jiǎn)栴}有待攻克；

全固態(tài)化鈦酸鋰電池也有待業(yè)界去研究；

此外，構(gòu)成鈦酸鋰電源系統(tǒng)的各體系，比如“油電”增程、“氫鈦”總成、“鋁空鈦”總成、“風(fēng)光鈦”互補(bǔ)等，多體系能源系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展問(wèn)題，也有待解決。

隨著我國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)的擴(kuò)大以及儲(chǔ)能市場(chǎng)的逐漸開(kāi)發(fā)，鈦酸鋰電池與其他電池一樣，既面對(duì)著巨大的市場(chǎng)空間，又面臨著同行激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，還要面對(duì)自身不足的技術(shù)研發(fā)的挑戰(zhàn)。鈦酸鋰電池企業(yè)要活下去，要活得好，就必須繼續(xù)前行，研發(fā)出更優(yōu)質(zhì)的電池，滿足市場(chǎng)的需求。