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鈦酸鋰為何能挑戰磷酸鐵鋰?

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鈦酸鋰為何能挑戰磷酸鐵鋰?

發布日期:2018-02-09 作者: 點擊:

新能源汽車——特別是純電驅動汽車在降低能耗、減少二氧化碳排放等方面具有顯著作用,因此被視為未來汽車的發展趨勢。然而由于鋰離子電池技術存在著諸多短板,導致電動汽車始終難以大規模應用普及。“磷酸鐵鋰電池已經遇到了瓶頸……更安全、性能更好的鈦酸鋰電池有可能帶來革命性變革……”中國工程院院士、世界電動車協會主席陳清泉在接受電動汽車時代網記者采訪時如是說。

鈦酸鋰為何能挑戰磷酸鐵鋰?

眾所周知,目前國內主流的車用動力電池普遍采用磷酸鐵鋰電池,其主要由正極材料、負極材料、隔膜以及電解液組成。作為一個化學電源體系,在設計的工作條件范圍以內一般不容易自燃等發生安全事故。但鋰離子電池負極主要采用石墨材料,過充電時易析出鋰枝晶,造成電池短路,影響鋰電池的安全性能;同時易形成SEI膜而導致首次充放電效率較低,不可逆容量較大。這就使得現在絕大多數電動汽車“不敢”進行快充快放,而只能采用慢充的形式,嚴重制約了車輛使用上的靈活性和方便性,給電動汽車的推廣普及帶來了不小的障礙。

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在“2012新能源汽車產業發展與合作高峰論壇暨項目對接洽談會”上,陳清泉院士再次提到了新型電池——鈦酸鋰電池的出色表現。陳清泉進一步指出:“目前磷酸鐵鋰在能量密度上已經發展到了一個(相對)較高的水平,想要進一步突破很困難。而現在推出的鈦酸鋰電池(即以鈦酸鋰LTO作為負極材料)在使用中很穩定(鋰離子在嵌入與脫出時晶格常數與體積變化都很小),(因LTO材料不與電解液發生反應所以)不會形成SEI膜;再加上鈦酸鋰的電勢比鋰金屬高,不易析出鋰枝晶,這樣就(比采用碳負極材料的鋰離子電池)更安全。”

與炭負極材料相比,鈦酸鋰具有高的鋰離子擴散系數,因此可以進行高倍率充放電,而且電池容量衰減很慢,壽命也高很多,循環充放電次數超過25000次。“現在(鈦酸鋰)Z大的問題就在價格上要貴很多,如果誰能把鈦酸鋰做得便宜了,那將給電動汽車帶來革命性的變革。” 

2014年,電動汽車百人會專家通過對全國公交客車進行調研后認定,自2015年開始,新能源汽車負極材料將大規模應用鈦酸鋰。

鈦酸鋰電池的優越性能已經得到國內外市場公認,取代磷酸鈦鋰市場地位僅剩下時間問題。


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