钛酸锂离子电池未来发展方向如何?

2021-03-04      928 次浏览

钛酸锂离子电池技术开发难点及其发展方向


1.在我国发展钛酸锂离子电池技术的理由


钛酸锂离子电池技术在我国各种储能电池中的竞争应该占有天时、地利、人和之优势。光就使用寿命而言,钛酸锂离子电池超长的循环寿命远胜于各类铅酸电池;其效率、成本及电化学性能更是优于钠硫与液流钒等电池体系。


锂电产品历年来重要市场是便携式电器如手机和手提电脑等。我国的手机与手提电脑的用量虽大,但大部分都不属国内品牌。所以国内锂电厂家在便携式电器上的锂电销售能力输于日韩产品。


然而,钛酸锂技术的适用市场却是混合电动汽车、特殊工业应用及储能应用如调频及电网电压支撑等。这些市场在全世界尚处于起步阶段,谁执牛耳尚未可知。钛酸锂技术有望成为这些市场中的佼佼者。


我国人口基数占全世界约1/5。由于人口众多,我国的电动汽车、储能及工业应用市场是一个让许多国家的跨国公司所垂涎的巨大市场。近年来我国政府对电动汽车及储能产业的发展高度重视,各类国家鼓励政策纷纷出台。我国产的钛酸锂离子电池系统在重庆及欧洲的混合电动大巴、张北的风光储示范站及深圳宝清储能电站已有了几年的商业化应用数据积累。


另外,我国锂电产业链的上下游早已成气候,除了完备的电池材料供应与设备制造能力之外,锂离子电池产品的生产量力也与日、韩三分天下。这就使得我国的锂电生产厂家从传统锂电生产转型到钛酸锂离子电池产品生产具备了先天的条件。


我国在钛酸锂材料生产方面早已有了像四川兴能、珠海银隆、湖州微宏等既有实力又有相关经验的公司。在钛酸锂离子电池生产方面脱颖而出的代表公司有湖州微宏、珠海银隆、深圳博磊达、天津捷威等。


这些公司都已经在国内外电动汽车及储能市场初步建立了自己的销售渠道。尤其值得指出的是深圳博磊达拥有从材料生产到电池制作及系统集成一系列专有技术与知识产权,目前我国锂电界尚属少见的拥有自主知识产权的生产厂家。


2.钛酸锂材料、电池及电池组制作的瓶颈


既然钛酸锂离子电池技术有诸多其他锂电无法比拟的优越性,那为何至今为止在我国能源行业乃至世界能源领域应用寥寥呢?原因有以下3个方面:


①钛酸锂材料生产钛酸锂材料的生产从原则上说并不复杂。但要用作锂离子电池的负极材料,不但要讲究材料具有合适的比表面积、粒度、密度和电化学性能等,还必须能够适应于大规模锂离子电池的生产工艺。钛酸锂材料在很多传统锂电生产线上无法正常生产的原因之一就是材料的pH为11或12,吸湿性极强。


②钛酸锂离子电池制作在事实上,将常规锂离子电池生产线直接用来生产钛酸锂离子电池产品并不像仅仅把石墨换成钛酸锂材料那样简单。因为钛酸锂材料对湿度的要求比常规锂离子电池生产要高得多。为了控制湿度,有些制备工艺要做相应的调整以适应钛酸锂离子电池产品生产的特殊要求。另外,有些生产设备也要做相应的改进。假如有条件的话,最好能专门为钛酸锂离子电池产品重新设计一条结构紧凑、体积小巧、全封闭式的自动化生产线。


③钛酸锂离子电池组与常规锂离子电池不同,目前国内外生产的钛酸锂离子电池在成组投入应用一段时期后常会看到软包的单体电池内有微量的气体出现。这些气体与新鲜电池化成时出现的气体不同。前者能够通过电池生产工艺来去除。但后者则是在电池使用过程中出现的,或者说在目前的工艺条件下很难防止。


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