鈦酸鋰能否成電動汽車商業(yè)化破局之錘?
2017年02月22日 9:48 2464次瀏覽 來源: 科技日報 分類: 鋰
對動力電池行業(yè),資本近年來似乎尤其青睞。不久前,眾業(yè)達電氣股份有限公司旗下子公司聯(lián)合銀川金智匯,就擬合資3.5億元,入股以鈦酸鋰和快充技術而聞名的微宏動力系統(tǒng)(湖州)有限公司。
從格力電器董事長董明珠入主銀隆新能源,到微宏動力獲投資注入,鈦酸鋰電池這一長期活在磷酸鐵鋰電池巨大陰影下的鋰電池品類,在電動汽車受困續(xù)航里程、充電效率問題,產業(yè)化進展遲緩的背景下,似乎終于迎來了翻身的時機。
長短板鮮明的“老鮮肉”
外行看熱鬧,內行看門道。董明珠在輿論中炒紅了銀隆新能源這家企業(yè),但行業(yè)內的觀察點卻在鈦酸鋰。
對于收購銀隆,董明珠表示之所以愿意用全部身家投資銀隆,是因為看好銀隆的鈦酸鋰技術。作為新來的外行人,董明珠力挺鈦酸鋰的理由有這么幾條:使用壽命長,能夠適應高寒溫度,安全性好,在儲能市場有應用前景等。
但實際上,鈦酸鋰電池并不是一個新鮮的技術。作為主要材料的鈦酸鋰,其優(yōu)缺點都比較明顯。此前因為存在三大“短板”,鈦酸鋰的大規(guī)模商業(yè)化應用一直受限。
據(jù)專家介紹,短板之一是高溫脹氣。鈦酸鋰作為負極材料時,與電解液之間容易發(fā)生相互作用并在充放循環(huán)反應過程中產生氣體析出,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,可謂制約鈦酸鋰電池大規(guī)模應用的一個最重要原因。
其次是能量密度低,即儲存的電量不多。跟碳負極材料電池相比,相同的體積和重量只能存一半的電,續(xù)航也只有一半。因而鈦酸鋰電池的體積和重量較大,這意味著客車的載客量必然下降。
商業(yè)化唯“快”不破
當然,作為硬幣的另一面,鈦酸鋰在性能上也有著自己的獨到之處,尤其是在商用車輛特別是客車上存在明顯的優(yōu)勢:
首先是工作溫度范圍廣;鈦酸鋰工作溫度涵蓋-30℃至60℃(無加熱裝置),完全可以應付北方地區(qū)的嚴寒天氣;其次是壽命長,安全性能高。與傳統(tǒng)的負極材料石墨和硅相比,鈦酸鋰在儲存及使用時能夠大幅度減少鋰離子與電解液的損耗,避免電池容量的衰減。
當然,如果依然只是依靠這些人們早已知曉的優(yōu)點,鈦酸鋰顯然無法折騰出近期這些風浪。在業(yè)內人士看來,在能量密度不斷提升的基礎上,能夠實現(xiàn)快充,是鈦酸鋰突然受追捧的技術因素,而背后則是電動汽車商業(yè)化遭遇瓶頸的現(xiàn)實狀況。
目前,國內主流的客車用動力電池普遍采用三元鋰和磷酸鐵鋰電池。前者由于安全性問題被“暫時叫停”。磷酸鐵鋰電池雖然依舊占據(jù)主導地位,但石墨材料做負極帶來的弊病,如易形成SEI膜而導致首次充放電效率較低,不可逆容量較大等并沒有根治。
最直接的影響,就是絕大多數(shù)電動汽車“不敢”進行快充快放,而只能采用慢充的形式。這意味需要建設大量配套的充電設施,投資和建設成本極高,最終嚴重制約了車輛運行效率,給電動汽車贏得消費者的自發(fā)需求,實現(xiàn)商業(yè)化普及帶來了障礙。
可以看到,在電池技術實現(xiàn)跨越式重大突破之前,唯“快”不破,成為電動汽車發(fā)展“提速”的普遍要求。
科技部電動汽車重大項目監(jiān)理專家組組長王秉剛表示,快充式電池技術在我國純電動公交車上已經廣泛被接受,推廣總量4000余輛,運行情況良好,經濟分析表明快充型具有良好可持續(xù)性,有望成為公交車電動化的可行方案。
不以片刻論成敗
此前有媒體稱,誰掌握鈦酸鋰材料的核心技術,誰將擁有獨步天下、藍海泛舟的制控權。雖然這一論斷頗有夸大,但鈦酸鋰確實在快速彌補著自身短板。
在各家企業(yè)不斷的技術創(chuàng)新之下,其性能正得到極大優(yōu)化。據(jù)媒體報道,珠海銀隆正在研發(fā)第5代鈦酸鋰電池,能量密度將提升至與目前的磷酸鐵鋰電池能量密度相近的水平。包括微宏動力在內的多家電池企業(yè)在提升鈦酸鋰電池能量密度方面,也都已經取得進展。
微宏動力市場副總裁宋寒表示,2013年,微宏動力推出了能量密度為120Wh/kg的第二代快充電池LpCO鋰電池,該產品目前已經占到微宏動力電池產品出貨量的80%;而2017年即將推出的快充電池產品,在保持快充與長壽命特點的同時,能量密度可達到170Wh/kg。微宏動力已經在未來產品規(guī)劃上做好布局,并規(guī)劃推出230Wh/kg以及300Wh/kg的快充電池產品。
不過,對于電池技術的流派之爭,許多業(yè)內人士都表示,技術的進步永無止境,不能以片刻的得失論成敗。無論鈦酸鋰電池還是磷酸鋰電池都有不同的特性,適用于不同的領域,并且都在朝著未來更新的方向前進。
責任編輯:淮金
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