鈦酸鋰電池有哪些特性?鈦酸鋰電池實際應(yīng)用情況如何?
鈦酸鋰電池的非常有潛力的一款鋰電池,鈦酸鋰電池在電動車等領(lǐng)域具有很多應(yīng)用。為增進大家對鈦酸鋰電池的認識,本文將對鈦酸鋰電池的特性以及鈦酸鋰電池的應(yīng)用予以詳細闡述。如果你對鈦酸鋰電池具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、鈦酸鋰電池特性
鈦酸鋰(LTO)材料在電池中作為負極材料使用,由于其自身特性的原因,材料與電解液之間容易發(fā)生相互作用并在充放循環(huán)反應(yīng)過程中產(chǎn)生氣體析出,因此普通的鈦酸鋰電池容易發(fā)生脹氣,導致電芯鼓包,電性能也會大幅下降,極大地降低了鈦酸鋰電池的理論循環(huán)壽命。測試數(shù)據(jù)表明,普通的鈦酸鋰電池在經(jīng)過1 500-2 000次左右的循環(huán)就會發(fā)生脹氣的現(xiàn)象,導致無法正常使用,這也是制約鈦酸鋰電池大規(guī)模應(yīng)用的一個重要原因。
鈦酸鋰(LTO)電池性能改進是單個材料的性能的提升以及各關(guān)鍵材料的有機整合的綜合體現(xiàn)。針對快速充電與長使用壽命的要求,除負極材料以外,還要針對鋰離子電池的其他關(guān)鍵原材料(包括正極材料、隔膜、以及電解液),同時結(jié)合特殊的工程化工藝經(jīng)驗,最終形成了“不脹氣”的鈦酸鋰LpTO電池產(chǎn)品,并首先實現(xiàn)了在電動公交客車上的批量應(yīng)用。
測試數(shù)據(jù)表明,在6C充電,6C放電,100%DOD的條件下,鈦酸鋰LpTO單體電池的循環(huán)壽命超過25 000次,剩余容量超過80%,同時電芯產(chǎn)生的脹氣現(xiàn)象不明顯,不影響其壽命;而重慶快速充電純電動公交的實際應(yīng)用情況也表明,在電池成組以后,電性能的表現(xiàn)也相當優(yōu)異,可以保證純電動公交客車的日常商業(yè)化運營。
二、鈦酸鋰電池應(yīng)用
通過上面的介紹,想必大家對鈦酸鋰電池的特性已經(jīng)具備了清晰的認識。在這部分,我們主要來了解一下鈦酸鋰電池的應(yīng)用情況。
國際上能夠批量生產(chǎn)鈦酸鋰電池的廠家并不多,主要以美國奧鈦與日本東芝集團為代表。鈦酸鋰電池的應(yīng)用市場主要有電動車、儲能市場及工業(yè)應(yīng)用。美國奧鈦的鈦酸鋰電池制造方面有其獨特的核心技術(shù),在國際上大規(guī)格鈦酸鋰電池制造方面仍處于領(lǐng)先地位,并已解決了所謂的“脹氣”問題。目前其第4代65Ah單體鈦酸鋰電池已用于儲能系統(tǒng),在65℃循環(huán)上萬次仍無明顯的容量衰減。
在鈦酸鋰電池系統(tǒng)應(yīng)用方面,奧鈦為美國加州提供的混合電動巴士已于2008年投入運行至今。其燃油經(jīng)濟性指標為106.4kg/L遠高于普通柴油發(fā)電機的23.8kg/L。公司為夏威夷自然能源所的10.5MW風力發(fā)電場提供了1MW的存儲系統(tǒng)并與當?shù)仉娋W(wǎng)的并網(wǎng),同時提供為期3年的技術(shù)支持服務(wù)。此鈦酸鋰電池儲能系統(tǒng)主要用于調(diào)控可再生能源的電壓波動,并將機組的負荷變化率控制在1MW/min以內(nèi)。奧鈦的1MW大容量高功率儲能機組是目前在美國電網(wǎng)中唯一得到2年多實地商業(yè)運作和性能質(zhì)量檢驗通過的大容量鈦酸鋰電池產(chǎn)品。儲能系統(tǒng)循環(huán)次數(shù)超過500000次,充放電總電量超過3300MWh,系統(tǒng)容量損失小于2%,且功率并沒有明顯的衰減。
日本東芝批量生產(chǎn)以“SCiB”為品牌的鈦酸鋰電池。其中3.2Ah、10Ah及20Ah鋁殼方形電池主要用于電動摩托、電動汽車及汽車啟停電池。SCiB電池有著快速充電和長壽命的優(yōu)勢,10分鐘即可充電90%以上,反復充放電3000次電量容量衰減不足10%,已經(jīng)批量應(yīng)用于“EV—neo”電動摩托車上。在儲能方面,東芝借日本新陽光計劃之東風正在將鈦酸鋰電池應(yīng)用到大規(guī)模儲能電站及家庭儲能系統(tǒng)。另一家日本企業(yè)村田已開發(fā)了采用5V鎳錳酸鋰為正極的新型鈦酸鋰電池。其電壓差為3.2V,能量密度可達到130Wh/K歌,超過了目前磷酸鐵鋰電池的水平。
國內(nèi)在鈦酸鋰電池生產(chǎn)方面已有多家,如湖州微宏、珠海銀隆、深圳博磊達、天津市捷威動力工業(yè)有限公司、四川興能、中信國安盟固利電源技術(shù)有限公司、湖南杉杉及安徽和深圳周邊的多家規(guī)模較小的鈦酸鋰電池生產(chǎn)廠家。
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