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淺析鈦酸鋰電池:能否成電動汽車商業(yè)化破局之錘?

  對動力電池行業(yè),資本近年來似乎尤其青睞。不久前,眾業(yè)達(dá)電氣股份有限公司旗下子公司聯(lián)合銀川金智匯,就擬合資3.5億元,入股以鈦酸鋰和快充技術(shù)而聞名的微宏動力系統(tǒng)(湖州)有限公司。

  從格力電器董事長董明珠入主銀隆新能源,到微宏動力獲投資注入,鈦酸鋰電池這一長期活在磷酸鐵鋰電池巨大陰影下的鋰電池品類,在電動汽車受困續(xù)航里程、充電效率問題,產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展遲緩的背景下,似乎終于迎來了翻身的時機(jī)。

  長短板鮮明的“老鮮肉”

  外行看熱鬧,內(nèi)行看門道。董明珠在輿論中炒紅了銀隆新能源這家企業(yè),但行業(yè)內(nèi)的觀察點卻在鈦酸鋰。

  對于收購銀隆,董明珠表示之所以愿意用全部身家投資銀隆,是因為看好銀隆的鈦酸鋰技術(shù)。作為新來的外行人,董明珠力挺鈦酸鋰的理由有這么幾條:使用壽命長,能夠適應(yīng)高寒溫度,安全性好,在儲能市場有應(yīng)用前景等。

  但實際上,鈦酸鋰電池并不是一個新鮮的技術(shù)。作為主要材料的鈦酸鋰,其優(yōu)缺點都比較明顯。此前因為存在三大“短板”,鈦酸鋰的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用一直受限。

  據(jù)專家介紹,短板之一是高溫脹氣。鈦酸鋰作為負(fù)極材料時,與電解液之間容易發(fā)生相互作用并在充放循環(huán)反應(yīng)過程中產(chǎn)生氣體析出,因此普通的鈦酸鋰電池容易發(fā)生脹氣,導(dǎo)致電芯鼓包,電性能也會大幅下降,極大地降低了鈦酸鋰電池的理論循環(huán)壽命,可謂制約鈦酸鋰電池大規(guī)模應(yīng)用的一個最重要原因。

  其次是能量密度低,即儲存的電量不多。跟碳負(fù)極材料電池相比,相同的體積和重量只能存一半的電,續(xù)航也只有一半。因而鈦酸鋰電池的體積和重量較大,這意味著客車的載客量必然下降。

  商業(yè)化唯“快”不破

  當(dāng)然,作為硬幣的另一面,鈦酸鋰在性能上也有著自己的獨(dú)到之處,尤其是在商用車輛特別是客車上存在明顯的優(yōu)勢:

  首先是工作溫度范圍廣;鈦酸鋰工作溫度涵蓋-30℃至60℃(無加熱裝置),完全可以應(yīng)付北方地區(qū)的嚴(yán)寒天氣;其次是壽命長,安全性能高。與傳統(tǒng)的負(fù)極材料石墨和硅相比,鈦酸鋰在儲存及使用時能夠大幅度減少鋰離子與電解液的損耗,避免電池容量的衰減。

  當(dāng)然,如果依然只是依靠這些人們早已知曉的優(yōu)點,鈦酸鋰顯然無法折騰出近期這些風(fēng)浪。在業(yè)內(nèi)人士看來,在能量密度不斷提升的基礎(chǔ)上,能夠?qū)崿F(xiàn)快充,是鈦酸鋰突然受追捧的技術(shù)因素,而背后則是電動汽車商業(yè)化遭遇瓶頸的現(xiàn)實狀況。

  目前,國內(nèi)主流的客車用動力電池普遍采用三元鋰和磷酸鐵鋰電池。前者由于安全性問題被“暫時叫停”。磷酸鐵鋰電池雖然依舊占據(jù)主導(dǎo)地位,但石墨材料做負(fù)極帶來的弊病,如易形成SEI膜而導(dǎo)致首次充放電效率較低,不可逆容量較大等并沒有根治。

  最直接的影響,就是絕大多數(shù)電動汽車“不敢”進(jìn)行快充快放,而只能采用慢充的形式。這意味需要建設(shè)大量配套的充電設(shè)施,投資和建設(shè)成本極高,最終嚴(yán)重制約了車輛運(yùn)行效率,給電動汽車贏得消費(fèi)者的自發(fā)需求,實現(xiàn)商業(yè)化普及帶來了障礙。

  可以看到,在電池技術(shù)實現(xiàn)跨越式重大突破之前,唯“快”不破,成為電動汽車發(fā)展“提速”的普遍要求。

  科技部電動汽車重大項目監(jiān)理專家組組長王秉剛表示,快充式電池技術(shù)在我國純電動公交車上已經(jīng)廣泛被接受,推廣總量4000余輛,運(yùn)行情況良好,經(jīng)濟(jì)分析表明快充型具有良好可持續(xù)性,有望成為公交車電動化的可行方案。

  不以片刻論成敗

  此前有媒體稱,誰掌握鈦酸鋰材料的核心技術(shù),誰將擁有獨(dú)步天下、藍(lán)海泛舟的制控權(quán)。雖然這一論斷頗有夸大,但鈦酸鋰確實在快速彌補(bǔ)著自身短板。

  在各家企業(yè)不斷的技術(shù)創(chuàng)新之下,其性能正得到極大優(yōu)化。據(jù)媒體報道,珠海銀隆正在研發(fā)第5代鈦酸鋰電池,能量密度將提升至與目前的磷酸鐵鋰電池能量密度相近的水平。包括微宏動力在內(nèi)的多家電池企業(yè)在提升鈦酸鋰電池能量密度方面,也都已經(jīng)取得進(jìn)展。

  微宏動力市場副總裁宋寒表示,2013年,微宏動力推出了能量密度為120Wh/kg的第二代快充電池LpCO鋰電池,該產(chǎn)品目前已經(jīng)占到微宏動力電池產(chǎn)品出貨量的80%;而2017年即將推出的快充電池產(chǎn)品,在保持快充與長壽命特點的同時,能量密度可達(dá)到170Wh/kg。微宏動力已經(jīng)在未來產(chǎn)品規(guī)劃上做好布局,并規(guī)劃推出230Wh/kg以及300Wh/kg的快充電池產(chǎn)品。

  不過,對于電池技術(shù)的流派之爭,許多業(yè)內(nèi)人士都表示,技術(shù)的進(jìn)步永無止境,不能以片刻的得失論成敗。無論鈦酸鋰電池還是磷酸鋰電池都有不同的特性,適用于不同的領(lǐng)域,并且都在朝著未來更新的方向前進(jìn)。

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汽車零部件產(chǎn)業(yè)顯現(xiàn)新“風(fēng)口”

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