钛酸锂电池容量? 钛酸锂电池能量密度
网上有很多关于钛酸锂电池容量?的问题,也有很多人解答有关钛酸锂电池能量密度的知识,今天艾巴小编为大家整理了关于这方面的知识,让我们一起来看下吧!
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一、钛酸锂电池容量?
一、钛酸锂电池容量?
目前国内主流的新能源汽车主要采用磷酸亚铁锂或三元材料作为正极材料的动力电池,两者在新能源客车和乘用车领域各有优势。
钛酸锂电池比磷酸亚铁锂和三元电池好还是差?这也要从三块电池的性能说起。众所周知,锂电池的性能主要由正极、负极、电解液和隔膜决定,其中正极和负极材料对电池的容量、能量密度、循环寿命、安全性、倍率性能和成本等关键指标有着重要的影响。
虽然都采用三元材料作为正极材料,但钛酸锂电池打破了传统的以石墨烯为负极的电池技术路线,改为以钛酸锂为正极材料,这使得它在同行眼中与众不同。但正是钛酸锂本身的特性使得这种材料的电池具有显著的特性。
以磷酸亚铁锂-石墨烯、三元-石墨烯、三元-钛酸锂为例,单就能量密度而言,钛酸锂电池处于劣势。东北证券研报指出,磷酸铁锂电池实际比能量为100-120Wh/kg,三元电池为150-200Wh/kg,其中特斯拉使用的镍钴铝三元电池为252Wh/kg,而银隆钛酸锂电池仅为90Wh/kg,仅为部分石墨正极材料电池的一半。
从成本上看,钛酸锂电池没有优势。目前银隆钛酸锂电池的原料有氢氧化钛和氢氧化锂,比石墨负极材料贵。根据中国电池网的调研结果,目前磷酸亚铁锂和三元电池的成本为1100元/度-1200元/度,而钛酸锂电池的成本约为三元电池的2-3倍。能量密度低一倍,成本高2-3倍。钛酸锂电池如何在市场上竞争?很明显,是它自身独特的优势打动了一些业内人士。
首先,考虑到电池最重要的安全指标,钛酸锂脱颖而出。
以钛酸锂为负极材料时,电位平台高达1.55V,比传统石墨负极材料高出1V以上。虽然损失了一些能量密度,但也意味着电池更安全。技术专家卢曾表示,电池快速充电时对负电压的要求比较低,但如果太低,锂电池很容易析出非常活泼的金属锂,不仅导电,还能与电解液发生反应,然后放热,产生可燃气体,引起火灾。
钛酸锂因为1V的高电压,避免了负电压为0的情况,间接避免了锂离子的析出,保证了电池的安全性。
由于钛酸锂电池可以在高低温环境下安全使用,也显示了其耐宽温(尤其是耐低温)的重要优势。目前银隆钛酸锂电池的安全工作温度范围在-50到65之间,而普通石墨负极电池在低于-20时能量就开始衰减,在-30时充电容量仅为总充电容量的14%,在寒冷天气下无法正常工作。
此外,钛酸锂电池即使过充也只有1%的体积变化,因此被称为零应变材料,这使得它具有非常长的寿命。银隆董事长魏银仓曾表示,银隆钛酸锂电池的使用寿命可以达到30年,相当于汽车的使用寿命,而普通石墨阳极电池的平均使用寿命只有3-4年。从整个生命周期来看,钛酸锂电池的成本更低。
钛酸锂的最后一个优势是快速充放电能力和高充电率。目前银隆钛酸锂电池的充电速率为10C甚至20C,而普通石墨负极材料仅为2C-4C。
基于钛酸锂电池的这些技术特点,业界认为其满足了新能源公交车和大型储能设备的需求。以公交车为例。一般单程里程不超过40公里,在每个终点站等待下一趟发车至少需要几分钟。此时钛酸锂电池能量密度低的缺点不会影响乘用车的使用,反而会体现出电池快速充电的好处。公交车作为一种公共交通工具,对电池的安全性和耐久性提出了更高的要求。
17年5月2日,6辆搭载钛酸锂电池的新能源客车进入工信部《新能源汽车推广应用推荐车型目录》(2017年第四批),意味着官方对这种电池技术成熟度的认可。随着后期补贴的实施,钛酸锂电动公交车的价格也将下降,未来有望继续提振其销量。面对巨大的新能源客车市场,钛酸锂企业开始扩大生产。
二、钛酸锂电池的能量密度突破了吗?
通过从第四代高能量密度钛酸锂电池的不断研发,与第三代相比,成本降低4060个问答,能量密度提高60%。在克服行业瓶颈的同时,这种技术优势适用于新能源汽车、储能、机场汽车轮渡等诸多领域。得到了包括北京公交在内的知名公交公司的认可,至今已运营40多个城市。
三、【科普贴】带你了解钛酸锂
近年来,随着董小姐收购银隆的消息传出,银隆的知名度进一步提升,也带动了钛酸锂概念的火热。其实钛酸锂并不是什么新技术。我们来分析一下银隆的钛酸锂电池的技术路线。银隆的电池技术路线是钛酸锂快充电池,以钛酸锂为负极。与磷酸亚铁锂类似,钛酸锂也存在导电性差的问题。
问题大同小异,解决思路也一样。银隆的核心技术是纳米和掺杂的生产工艺,解决了材料离子导电性的一系列问题。据实测,银隆电芯为2.3V,所以其正极材料不是磷酸亚铁锂(如果钛酸锂和磷酸亚铁锂的电压小于2V)或锰酸锂(如果使用钛酸锂和锰酸锂,能量密度太低),所以其正极材料为三元。
三元-钛酸锂电池具有更好的倍率性能和低温性能,使其在北方极寒地区具有一定优势,安全性和寿命也强于三元-石墨体系。但这条技术路线也存在一些问题:1)钛酸锂电池的突出问题仍然是电压太低,匹配三元材料只能达到2.3V(4.2-1.5)。导致成熟的量产电池能量密度很低,还不如典型的磷酸亚铁锂和碳基材料为负极的三元电池(3-4 V)。
银隆目前使用的钛酸锂电池能量密度为70-80 Wh/Kg,系统能量接近60Wh/Kg。第四代新型钛酸锂电池在能量上有望接近磷酸铁锂电池,目前可能处于实验室阶段,后期可能会放大。
钛酸锂电池固有的低电压导致的电池能量密度低,使得钛酸锂电池在汽车上不可能负载太多。所以如果要多考虑功率和能量(快充-续航)的平衡,钛酸锂电池会很麻烦。这个时候磷酸亚铁锂和三元石墨共混的技术就好很多了。如果完全不考虑里程,只装几块电池跑、停、充,钛酸锂是可以的。
2)三元的产气和钛酸锂的胀气问题都很突出,通过电解液的调整,可以基本控制钛酸锂固有的胀气问题。此外能量密度及生产成本上较劣势。采用三元材料后,银隆的电芯最新能量密度提升到80Wh/kg,大约是三元-石墨电芯的一半。从电池类型来看,银隆有圆柱型电池和软包电池两类:圆柱型用钛酸锂,软包电池采用磷酸铁锂-石墨。
圆柱电池的能量密度不高,电芯即使密堆积,组成电池组后浪费空间更多,因此能量密度与续航可能是一大核心问题。而如果要把钛酸锂用于制备能量密度更高的软包电池,其对胀气又很敏感,电池不能做大。也就是说,材料体系可能在一定程度上限制了其电池技术路线的发展。
3)成本,老生常谈的成本: 钛酸锂电池的成本明显高于其它体系电池,主要来自于以下几个因素:A)本身较低的能量密度;B)钛的高成本;C)钛酸锂工艺等性能上需要解决的问题,目前三元-钛酸锂电池的成本大约是三元-石墨电芯的2-3倍,在对于成本十分敏感的电池领域,这是一个必须要认真考虑的因素。
成本高昂实际上也限制了钛酸锂电池装车时的用量,以及续航,这都是该技术路线的客观短板。 总结一下: 银隆钛酸锂电池的优点在于倍率性能好,较为安全,对于各种极端环境条件适应能力好,循环寿命长。 主要问题在于:成本偏高而且不太可能明显下降,此外电池能量密度偏低也限制了其在很多领域中的使用推广,在大多数普通环境地区应用意义不那么明显。
以上就是关于钛酸锂电池容量?的知识,后面我们会继续为大家整理关于钛酸锂电池能量密度的知识,希望能够帮助到大家!
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