钛酸锂电池真的有那么好？钛酸锂电池和磷酸铁锂电池包哪个好？
来源：宝鄂实业
2019-04-13 10:45
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钛酸锂电池和磷酸铁锂电池包哪个好?就动力电池而言，目前，三元锂电池和磷酸铁锂电池包以及钛酸锂电池在电动车领域都有应用。磷酸铁锂电池，由于安全性能稳定、高温性能好、重量轻等优势，越来越多的活跃在电动客车市场。那么，钛酸锂电池和磷酸铁锂电池包哪个好?本文存能电气小编整理了一些资料供大家阅读。
钛酸锂电池和磷酸铁锂电池包的对比：
钛酸锂电池：
钛酸锂电池是一种用作锂离子电池负极材料-钛酸锂，可与锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等正极材料组成2.4V或1.9V的锂离子二次电池。此外，它还可以用作正极，与金属锂或锂合金负极组成1.5V的锂二次电池。普通的钛酸锂电池容易发生胀气，导致电芯鼓包，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。
钛酸锂电池优点：
1、安全稳定性好
钛酸锂的电势比纯金属锂的电势高，不易产生锂晶枝，放电电压平稳，而且，因此提高了锂电池的安全性能。钛酸锂电池进行测试发现，在针刺、挤压、短路等严苛测试下，不冒烟、不起火、不爆炸，安全性远高于其他锂电池。
2、快充性能优异
与碳负极材料相比，钛酸锂电池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。钛酸锂电池十分钟左右即可充满。
3、循环寿命长
钛酸锂电池完全充放电循环次数可达3万次以上，在作为动力电池使用10年之后，可能还能作为储能电池再用20年。用户在实际使用中不用更换电池，几乎不增加后期成本。
4、耐宽温性能良好
一般电动汽车在零下10℃时充放电就会出现问题，钛酸锂电池耐宽温性能良好，耐用性强，在零下50℃到零上60℃均可正常充放电，无论是在冰封的北国，还是在炎热的南方，车辆都不会因电池“休克”而影响工作，消除了用户的后顾之忧。
综上钛酸锂电池的优势，能大幅节省充电站场地建设和人员配置成本等，更适合在公交领域的推广应用。
钛酸锂电池缺点：
钛酸锂电池负极采用钛酸锂，相比负极用石墨的主流锂电池，市场份额十分小众。
能量密度低，成本高。特别是能量密度低是因为负极材料钛酸锂的原理性能决定，很难有大的突破空间。
至于钛酸锂电池宣称的使用寿命长，更难被认证。电池寿命还受到正极材料、电解液、隔膜、使用温度等综合影响。
磷酸铁锂电池包：
磷酸铁锂电池包是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。其特色是不含钴等贵重元素，原料价格低且磷、铁存在于地球的资源含量丰富，不会有供料问题。其工作电压适中（3.2V）、单位重量下电容量大（170mAh/g）、高放电功率、可快速充电且循环寿命长，在高温与高热环境下的稳定性高。
磷酸铁锂电池包优点：
体积小，重量轻，锂电池包的体积是铅酸蓄电池体积的2/3,重量轻，只有铅酸蓄电池的1/3～1/4。
循环寿命长，磷酸铁锂电池包循环寿命有1200～2000次，但传统铅酸电池却只有500～900次。
充放电特性好，锂电池包充放电电能转换效率可大于97%，铅酸蓄电池充放电电能量转换效率约为80%左右。
安全环保，磷酸铁锂材料不含任何重金属与稀有金属，无毒，无论在生产及使用中均无污染，符合欧洲RoHS规定，为绿色环保电池锂电池。在穿刺、挤压、过充、短路等实验中，不爆炸、不起火。
无记忆效应，电池可以随时充放电。
工作温度范围宽广，磷酸铁锂电池包热峰值可达350℃-500℃，而铅酸电池只在200℃左右。
磷酸铁锂电池包缺点：
磷酸铁锂电池存在一些性能上的缺陷，如振实密度与压实密度很低，导致锂离子电池的能量密度较低；材料的制备成本与电池的制造成本较高，电池成品率低，一致性差；产品一致性差；知识产权问题。
钛酸锂电池和磷酸铁锂电池包哪个好?
在纯电动汽车领域，电池多为磷酸铁锂电池包或者三元锂电池，而近来格力欲收购的银隆客车，其核心竞争力则是另辟蹊径的钛酸锂电池。国内汽车厂商应用比较多的还是三元锂电池、磷酸铁锂电池包。钛酸锂电池目前还未规模化。并且钛酸锂电池价格高（生产成本高，湿度控制要求高），每瓦时9元左右，与磷酸铁锂电池、三元锂电池每瓦时2元左右的差距也是很大的。
钛酸锂电池未来市场空间将十分有限。钛酸锂电池做的企业少，将导致产业整体研发投入少，从目前电池企业研发投入及规划投入看，也很少企业会重点发展钛酸锂电池。未来，磷酸铁锂电池包技术进步速度将超过钛酸锂电池。一般来说，电动车最好是用磷酸铁锂电池包，安全第一。
新能源汽车市场经过多年的发展，能量密度更高的三元电池逐渐占了上风，而能量密度较低的钛酸锂电池逐渐被市场边缘化。钛酸锂电池在动力电池市场上的节节败退追本溯源是由于直接将能量密度不占优势的钛酸锂电池往长续航里程的乘用车上套用造成的，这种应用错配也导致了其在快充、寿命、安全等方面无可比拟的优势沦为了鸡肋，孔子治学讲究因材施教，钛酸锂电池也同样需要扬长避短、差异化竞争。
1.钛酸锂电池的优势
超长寿命
钛酸锂是一种“零应变”材料，其在充放电过程中体积形变小于1%，使得全电池具有优异的循环性能及使用寿命。MGL动力公司钛酸锂电池产品在25℃-100%DOD的工况条件下循环至初始容量的80%时，寿命可达万次量级。因此，尽管目前钛酸锂电池制造成本高于石墨体系电池，但其超强耐久性将大大降低长周期使用过程中的电池维修及更换成本。
超快充电
与传统碳负极材料的二维锂离子传输通道不同，钛酸锂材料为尖晶石结构，具有三维快速锂离子传输通道。MGL动力公司采用纳米化钛酸锂技术，电池可在数分钟内完成充电，即使在极寒条件下(-30℃--40℃)也可以进行充放电，大大提高用户使用便利性。该特性使得钛酸锂在快充客车、公交等空间体积大、区间里程短、运行频次高的领域具有得天独厚的优势。而当未来充电网络实现大面积覆盖时，人们对于能量密度的要求会逐渐淡化，极致的用户体验将成为客户选择的主要驱动力。
超高安全性
钛酸锂负极嵌锂电位约为1.55V (vs. Li+/Li)，远高于金属锂的还原电位，即使低温条件下快速充电也难以析出锂枝晶，保证了钛酸锂电池在宽温度工作区间内的使用安全性。另外，钛酸锂材料自身电导率极低，在电池发生针刺时，针刺点瞬间放电绝缘，实现与电极其他部位的分离及失效范围的有效控制。即使在极端滥用情况下，钛酸锂自身的不可燃性及相对石墨负极更低的失效反应放热也会大大降低其失效风险及失效后的危险程度。因此，在对安全性能要求极为严苛的轨道交通、电动客车、电动轮船等领域，相较于石墨负极电池，钛酸锂电池具有超高安全性的独特优势。MGL动力公司所有型号钛酸锂电芯产品均已通过国家标准安全测试项目(GB/T 31485)。
MGL动力公司深耕钛酸锂电池开发十三载，针对钛酸锂电池在制造及应用过程中的诸多关键问题进行技术攻关。通过新型混料工艺开发解决纳米钛酸锂材料分散问题，保证电极制作的良好加工性能及均一性；通过材料表面处理技术、水分控制技术、电解液体系匹配以及化成工艺设计优化解决钛酸锂电池高温工作中的胀气问题，保证了其使用过程中的安全性及可靠性；同时，搭建钛酸锂体系模型计算平台辅助电池设计优化，从微观电化学反应、电极过程动力学及产热特性等多角度寻找电极设计、结构设计及工况应用中的关键控制参数，实现适用于不同应用场景的快速定制化产品开发。目前，公司拥有钛酸锂电池相关技术专利共十余项。
MGL动力公司先后推出功率型8.5Ah、能量功率型25Ah以及能量型VDA40Ah三代典型电芯产品。其中，功率型8.5Ah电芯功率密度可达2900W/kg (50%SOC)，并具有12C充电、25C放电的超高倍率特性；能量功率型25Ah电芯保持高功率、大倍率特性的同时，其质量能量密度相较于功率型8.5Ah电芯提升约21.3%；能量型VDA40Ah电芯通过轻量化结构设计及电极配方优化可实现110Wh/kg的能量密度，该能量密度在国内外钛酸锂电池厂家中处于领先水平。
2.钛酸锂电池应用案例
MGL动力公司就钛酸锂电芯产品与北京公交集团、青年公交集团、中车长客股份公司、中车四方股份公司、神州高铁等多家快充客车及轨道交通领域的优质客户形成良好的长期合作关系,产品电性能、安全性能及耐久可靠性能均得到客户的广泛认可。
目前，功率型8.5Ah电芯主要应用于快充客车领域，于2014年实现首次产业化应用，批量应用于北京公交102路无轨客车。
截止目前运行超过4年时间，未出现任何电池安全故障，定期返厂维护标定也未出现明显容量及功率衰减；
能量功率型25Ah及能量型VDA40Ah电芯为轨道交通领域定制化开发产品，公司先后为常州有轨电车项目、德令哈有轨电车项目及“复兴号”标准动车组提供多套储能系统。
