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                              鈦酸鋰電池概念大熱 用在電動汽車上的優缺點到底是啥?

                              作者:第一電動網   添加時間:2016-09-06 09:36:00   瀏覽:   來源:第一電動網

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                              先說一下總結性的看法:鈦酸鋰是一種有用的材料,只是優缺點都比較明顯。能量密度低是其最為突出的問題,所以更適合于一些特種的電動汽車的用途,想讓汽車跑遠點的都請忽略它。

                                然后再吐槽一下:鋰電池,肯定得有正極和負極材料,說不清楚分別是什么,分析其好用難用都無從談起。鈦酸鋰電池這個概念倒底算是啥,也沒說明鈦酸鋰當正極還是負極,不過沒關系,說到這里咱就干脆都分析一下。

                                首先貼一下文獻對鈦酸鋰的簡介:

                              1473126116198782.png

                                翻譯一下上圖的英文:

                                175mAh/g的理論容量,對鋰電位1.5V----因此也不會產生SEI,不可逆容量低(所以這個材料壽命和安全性好),嵌脫鋰時體積應變只有不到0.2%,所以材料結構特別穩定。制成時是Li4Ti5O12,充電滿后是Li7Ti5O12。該材料安全,壽命長,在功率型以及低溫用途下表現出色。

                                下面開始分析:

                                容量不低,175mAh/g,但是這只是容量,不是能量,電壓乘以電量得到的才是能量。此材料電壓是1.5VOK

                                問題來了,這個材料倒是既可以做正極,也可以做負極。如果做正極的話,那基本就要和石墨負極配,得到的電池基本就是1.5V的電池(一般鋰電池,3.43.7V的都有,現在好像還有4V)。但是這也太搓了,電壓如此低,得到的電池能量密度也比較慘,看看電壓差別,就知道,能量密度起碼跌一半。你們整天嫌電動車跑不遠,就是因為電池能量密度差,你再看看它。

                                還沒完,它如果做正極,先充電的話要嵌鋰,這就要求負極必須含鋰。一般用的負極,比如石墨,都是不含鋰的,這就要求鋰化。鋰化的石墨/硅負極這個技術似乎已經有,不過我聽來我們這里介紹的日本專家講了講,感覺可不像是什么已經比較成熟的技術,至少個人認為比鈦酸鋰離實用還要遠。總之,當正極感覺十分不靠譜……

                                如果做負極的話,OK,這是它的本行吧。它電壓是高一點,不過正好與電解液穩定共存,不會生成SEI膜。因此材料安全性不錯,材料充放電時應變又小,被譽為“零應變材料”,總之壽命長,大倍率充放也比較耐受,聽說有一萬次的壽命。

                                但是,樹上的鳥兒成雙對~~~~~~~~~~,它做負極的話,與幾種正極材料配合的情況如何?

                                電池的正負極相配是比較重要的內容:比如這個負極特別牛,一萬次的壽命,可惜正極只能撐500下……一樣沒戲。幾種典型的正極材料,如三元(現在也不錯了),鈷酸鋰,磷酸鐵鋰,錳酸鋰中,磷酸鐵鋰仍然是毫無疑問的壽命最高的(雖然你們老吐槽鐵鋰這這那那),磷酸鐵鋰的功率性能也很好(參見上次磷酸鐵鋰電池的回答),因此個人認為和鈦酸鋰配合還比較靠譜。不過這種電池,電壓只有3.4-1.5=1.9V,基本還是一個慘(普通磷酸鐵鋰電池,以石墨為負極,3.3V左右的電壓)。能量密度也相應的非常寒磣。

                                總之,鈦酸鋰這個材料,要么電壓再低點(當負極),要么電壓再高一點(B無敵新正極),可能境遇都要好很多。

                                此外,這個材料價格貴是肯定的(RMB/kg),畢竟鈦不是什么特別便宜的東西,你再便宜能有錳鐵便宜?再加上能量密度低(WH/kg),所以算單位能量(RMB/WH)的價格時,只會更缺乏競爭力。(你們天天嫌電動車貴)說來說去,其實人家也有優點,材料穩定,安全,大倍率功率性能良好,因此對于“快充” “功率型”用途,一定是比較適合的,這一點沒有問題,人家沒撒謊。

                                但是,這種功率型用途是靠犧牲能量密度得來的,以前裝100kg電池,現在如果還想跑那么遠,就要裝200kg……所以相應的也就做了一些調整,比如就少裝電池,然后跑一趟充一次,每次都快充。 其實我覺得,這也算是一種成功的運行模式。只不過真的得把單位能量(RMB/WH)的價格這筆賬算清楚,畢竟受認可的產品,成本一定得有點競爭力,而在這點上鈦酸鋰好像不太樂觀。

                                另外一個快充,電流大,略危險,能量損失率高,算了……我覺得我像是一個快充黑,總之快充有優點,也有不足,客觀看待吧~~

                                PS:鈦酸鋰做負極與磷酸鐵鋰配合,充分發揮穩定、長壽命、高功率的優點時,做一些功率型、儲能型電池,還是比較靠譜的,貌似有廠家有這個產品。


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