钛酸锂电池优缺点分别是什么？
来源：宝鄂实业
2019-08-14 11:03
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作为动力电池，消费者最关心的问题主要集中于安全稳定性、循环寿命、耐宽温性、充电速度和能量密度这五大关键指标。在当前的技术条件下，只有各项性能指标均衡的电池，才能适应更广泛的运行环境，并在确保用户使用安全的同时，降低使用成本，提升使用效率，从而成为市场的主流。同传统的锰酸锂电池和磷酸铁锂电池相比，钛酸锂电池在这些方面有着明显的优势。
1、安全稳定性好。
传统的碳电极在嵌锂之后一旦过充，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。曾有第三方机构对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。因此也有很多业内人士认为钛酸锂十分适合用在对电池稳定性要求极高的军工等领域。
电动汽车的安全稳定性能是消费者最为关注的指标，无论续航里程多远，如果不能解决安全问题，消费者开的不过是一辆装着不定时炸弹的车子，而钛酸锂电池的超安全性能无疑将会受到消费者的青睐。
2、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。据测试，最新技术研发的钛酸锂电池十分钟左右即可充满，比传统的电池有了质的飞跃。
充电时间太长一直是电动汽车发展过程中难以跨越的障碍。一般采用慢充的纯电动公交车，充电时间至少要4个小时以上，很多纯电动乘用车的充电时间更是长达8个小时。电动车辆的快速充电是未来的趋势，消费者不愿浪费太多时间在等待充电这个环节。
3、循环寿命长。
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。汽车电池循环寿命的延长，让消费者能够买得起、养得起。
其他的传统锂离子电池，比如磷酸铁锂电池，在使用过程中会出现容量大幅衰减、寿命缩短的问题，不仅影响了用户的正常使用，还增加了电池更换成本。这种不佳的使用体验，很可能让消费者对电动汽车望而却步，从而不利于新能源汽车行业的可持续发展。钛酸锂电池则很好地解决了这些问题。
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”。钛酸锂电池与当前“慢充最多使用5年、快充最多使用2年”的磷酸铁锂电池相比，优势十分突出。根据试验数据测定，普通电池循环使用寿命平均为3000次，而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。这也意味着，钛酸锂电池可以做到与车辆同生命周期，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。
钛酸锂电池的尖晶石结构具有三维锂离子扩散通道，因此钛酸锂电池在高低温性能上的表现也十分优异。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。
钛酸锂电池的这些优势，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，而公交系统正是我国新能源客车推广应用的“主战场”。来自目前推广应用新能源车比例最高的公交市场的反馈显示，快充方式更加适合当前公交市场的实际需求。河北邯郸一家公交企业应用钛酸锂电池的新能源公交车运营已有两年多时间，其相关负责人的体会是：“一辆车快充6-10分钟就可以充满，驾驶员换班休息的间隙就能充好。”
钛酸锂电池缺点：
1、比容量比其他的金属基材料低很多。理论容量175mAh/g。
钛酸锂电池优势明显，其不足之处也很明显，比如能量密度相对较低，续航能力弱。经测试，钛酸锂的克容量为160-170mAh/g，只有传统石墨负极材料的一半，对锂电位为1.5V，这会极大损失能量密度。
2、导电性差，大电流放电极化比较严重，因而高倍率下性能不佳。
3、作为电池材料其振实密度比较低，单位体积的容量较小。
4、锂元素的利用率低，电池成本过高。
锂电池的充放电靠锂离子来回迁移完成，不同电池体系的锂电池每安时消耗的锂元素是一样的，所以电池体系能量密度越高，锂元素的利用率越高，而钛酸锂电池的能量密度不到磷酸铁锂电池的一半，其锂元素的利用率也不到磷酸铁锂电池的一半，这不仅造成了锂资源的严重浪费，也导致钛酸锂电池物料成本居高不下。此外，钛的成本较高，钛酸锂工艺等问题也亟需解决。目前三元-钛酸锂电池的成本大约是三元-石墨电池的2-3倍，高昂的成本限制了钛酸锂电池装车时的用量，这是该技术路线的客观短板。
三、国内的钛酸锂电池质量怎么样
国内目前在钛酸锂电池生产方面已有多家，如湖州微宏、珠海银隆、深圳博磊达、天津市捷威动力工业有限公司、四川兴能、中信国安盟固利电源技术有限公司、湖南杉杉及安徽和深圳周边的多家规模较小的钛酸锂电池生产厂家。
钛酸锂电池优缺点，国内的钛酸锂电池质量怎么样？
湖州微宏自2006年成立以来一直致力于钛酸锂技术开发。公司对其钛酸锂电池生产需要的钛酸锂材料、隔膜、电解液以及正极材料进行了垂直整合。近年来为了适应市场需求，湖州微宏具备了日产8万只10Ah的钛酸锂电池产品的产能以及2倍于的钛酸锂电池的多元正极锂电池产品的产能。
截至2014年底，湖州微宏的10分钟快速充电电池系统已装备了超过3000辆混合动力为主的电动大巴，主要销往英国、荷兰及中国重庆等地。在储能市场方面，湖州微宏分别在美国的佛蒙特州及中国重庆安装了用于电网调频及电网需求管理的钛酸锂电池储能系统。
珠海银隆目前量产的钛酸锂电池产品有20Ah和65Ah软包电池以及25Ah、30Ah和55Ah圆柱电池，性能指标已达到美国奥钛生产的钛酸锂电池。电池100%DOD的循环次数超过16000次，10%DOD则达到160万次。这几款电池均已通过北方汽车质量监督检验鉴定试验所(201所)的第三方检测。
在应用方面，银隆新型纯电动公交车使用了圆柱形、寿命长、充放电快的钛酸锂电池，续航里程可达30～80km,快速充电只需6～10分钟，也可用夜间谷电慢充30～60分钟充满。该系列车型已经成功地投放于广东湛江、河北邯郸、石家庄等地公交系统。
