钛酸锂电池技术最早出现于上世纪九十年代,其原本主要用于工业和特种储能以及电网传输,并不用于车辆的动力源。截止目前,在全球范围内真正具备钛酸锂材料核心技术并实现产业化应用的企业只有两家,一家是美国奥钛纳米技术有限公司,而另一家则是日本的电池巨头东芝公司。
2010年,珠海银隆耗资5750万美元(约4亿元)收购了美国奥钛53.3%的股份,掌握了钛酸锂核心技术。截至2016年6月30日,珠海银隆已分别在广东珠海、河北邯郸建立了两大钛酸锂动力电池生产基地。有了钛酸锂电池技术和产能的支撑,这也给了珠海银隆造新能源汽车的底气。
时至今日,有多款搭载钛酸锂电池的新能源客车进入到补贴目录,而董明珠携手珠海银隆也推出了自己的SUV车型,推广进度可谓顺利。然而今年以来,新能源客车遇冷,主打高安全性的钛酸锂又不受乘用车的待见,珠海银隆似乎暂时陷入了发展的困境,负面的新闻也被频频的爆出。
诸多优点傍身钛酸锂一夜成名
说到钛酸锂不得不提珠海银隆,而说起珠海银隆就不得不提董明珠。去年,董明珠担任董事长的格力电器曾发布公告称,有意入股珠海银隆,并于去年8月正式公布了收购珠海银隆的详细方案,收购价格约130亿元。虽然最终收购失败,但董明珠还是携手王健林等以个人身份入股珠海银隆。
实验表明,传统的碳电极在嵌锂之后如果过充,电极的表面容易析出金属锂,其与电解液接触发生反应会产生可燃性气体,带来安全隐患。钛酸锂电势比纯金属锂的电势高,不易产生锂晶枝,放电电压平稳,因此提高了锂电池的安全性能。在针刺、挤压、短路等测试下不起火、不爆炸,安全性高。
其次快充性能优异。与碳负极材料相比,钛酸锂具有较高的锂离子扩散系数,可高倍率充放电,在大大缩短充电时间的同时,对循环寿命的影响较小,热稳定性也较强。根据相关的测试,最新技术研发的钛酸锂电池十分钟,甚至是六分钟就可以充满电,相比传统的电池有了质的飞跃。
再次循环寿命长,可以说电池循环寿命决定整个新能源车的性价比,是未来新能源车脱离补贴政策后的主要竞争点。钛酸锂电池在充放电时,锂离子嵌入和脱嵌不会造成钛酸锂晶型结构的变化,因此对钛酸锂材料的结构几乎没有影响。正因如此,钛酸锂也被称为零应变材料,结构非常稳定。
缺点无限放大规模推广受阻
钛酸锂电池所具备的上述优势,能大幅节省充电站场地建设和人员配置成本,对于当前的新能源车行业具有极大的诱惑力。然而钛酸锂的缺点也是相当的明显,导致其应用领域非常的狭窄,仅仅在新能源客车领域又少量的应用,而发展如火如荼的新能源乘用车领域却始终站不住脚。
钛酸锂材料在电池中作为负极材料使用,由于其自身特性的原因,材料与电解液之间容易发生相互作用并在充放循环反应过程中产生气体并析出,因此普通的钛酸锂电池容易发生胀气的现象,导致电芯发生鼓包,电性能也会大幅下降,极大地降低了钛酸锂电池的理论循环寿命。
不过对钛酸锂电池来说,最致命的当属其能量密度低,导致续航里程无法保障。以常规的10米新能源公交车为例,如果配置目前主流的磷酸铁锂,可以配200度电,续航200公里;而钛酸锂只能配80度电,续航约80公里。如果与当下主流的三元电池相比,这个差距可能显得更大。
折戟动力电池储能或成未来方向
随着珠海银隆问题频频出现,与此同时钛酸锂电池能量密度不够的硬伤与电动汽车更长续航里程的要求背道而驰,珠海银隆引以为傲的钛酸锂电池由于市场推广进展缓慢,业内人士普遍认为钛酸锂并不适合未来电动汽车发展的方向。那么,是不是钛酸锂电池就没有用武之地了呢?
答案是否定的,业内认为,凭借超长的循环寿命和优秀的安全性能,未来储能市场却能成为钛酸锂电池其极具前景的领域。上面提到,在各种类型的电化学储能技术中,钛酸锂电池具有循环寿命长、安全性能好、耐宽温等特点,很好的契合了电网储能的应用场景,未来在储能市场将大有可为。
董明珠曾提到,银隆是长期埋没在沙漠里的金子,自己看重钛酸锂电池未来在储能领域前景。值得一提的是,受董明珠之邀共同向银隆增资5亿元的大连万达集团董事长王健林在早些时候提到,银隆的前途或在储能。如果把可以将银隆的钛酸锂技术商业化,银隆的市值就会翻倍。
发展储能技术是促进新能源发电、提高电网安全稳定性的关键核心技术。现如今储能被认为是锂电池的的下个风口。作为未来推动新能源产业发展的前瞻性技术,储能产业在新能源并网、新能源汽车、智能电网、微电网、分布式能源系统、家庭储能系统等方面,都将发挥着巨大的作用。