当前位置:好一点 > 教育资讯 >高考政策 >正文

钛酸锂电池优缺点是什么?

更新:2023年02月19日 06:05 好一点

好一点小编带来了钛酸锂电池优缺点是什么?,希望能对大家有所帮助,一起来看看吧!
钛酸锂电池优缺点是什么?

钛酸锂电池优点:

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*、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特种等领域。

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*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*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。

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。资料显示,在新能源客车中,钛酸锂电池的市场份额占比约为3%,远低于磷酸铁锂电池88%的市场份额;而在乘用车领域,钛酸锂电池则和其他少数派技术一起,分享着3%的市场空间。



钛酸锂电池缺点

钛酸锂(LTO)材料在电池中作为负极材料使用,由于其自身特性的原因,材料与电解液之间容易发生相互作用并在充放循环反应过程中产生气体析出,因此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。

测试数据表明,普通的钛酸锂电池在经过1500-2000次左右的循环就会发生胀气的现象,导致无法正常使用,这也是制约钛酸锂电池大规模应用的一个重要原因。

钛酸锂(LTO)电池性能改进是单个材料的性能的提升以及各关键材料的有机整合的综合体现。针对快速充电与长使用寿命的要求,除负极材料以外,还要针对锂离子电池的其他关键原材料(包括正极材料、隔膜、以及电解液)。

同时结合特殊的工程化工艺经验,最终形成了“不胀气”的钛酸锂LpTO电池产品,并首先实现了在电动公交客车上的批量应用。

测试数据表明,在6C充电,6C放电,100%DOD的条件下,钛酸锂LpTO单体电池的循环寿命超过25000次,剩余容量超过80%,同时电芯产生的胀气现象不明显,不影响其寿命。

而重庆快速充电纯电动公交的实际应用情况也表明,在电池成组以后,电性能的表现也相当优异,可以保证纯电动公交客车的日常商业化运营。

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。磷酸铁锂电池: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、铁存在于地球的资源含量丰富,不会有供料问题。
磷酸铁锂电池优点相比目前市面上较为常见的钴酸锂和锰酸锂电池来说,磷酸铁锂电池至少具有以下五大优点:更高的安全性、更长的使用寿命、不含任何重金属和稀有金属(原材料成本低)、支持快速充电、工作温度范围广。

磷酸铁锂电池缺点磷酸铁锂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*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。

钛酸锂电池与磷酸铁锂的分析与比较在纯电动汽车领域,电池多为磷酸铁锂或者三元锂,而近来格力欲*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。钛酸锂目前还未规模化。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。

钛酸锂电池与磷酸铁锂相比究竟孰优孰劣?这还要从两种电池的性能说起。众所周知,锂电池性能主要由正极、负极、电解液和隔膜决定,其中正、负极材料对电池的关键指标,如容量、能量密度、循环寿命、安全性、倍率性能、成本等有重要影响。

钛酸锂电池打破以石墨烯为负极的传统电池技术路线,改以钛酸锂为负极材料,这让它成为同行眼中的异类。但正是钛酸锂自身的特性,让这种材料的电池有着显著特点。

以磷酸铁锂-石墨烯、三元-钛酸锂两种锂电池为例,单从能量密度来看,钛酸锂电池处于劣势。东北证券研报指出,目前磷酸铁锂电池实际比能量为100-120Wh/kg,其中特斯拉采用的镍钴铝三元电池更是达到252Wh/kg,而银隆钛酸锂电池只有90Wh/kg,仅为某些石墨类负极材料电池的一半。

再从成本看,钛酸锂电池也没有优势。目前,银隆钛酸锂电池原材料包括氢氧化钛和氢氧化锂,其价格高于石墨类负极材料。根据中国电池网调研结果,目前磷酸铁锂、三元电池成本在1100元/kwh-1200元/kwh,而钛酸锂电池成本约为三元电池2-3倍。

能量密度低一倍、成本又高出2-3倍,钛酸锂电池如何参与市场竞争?显然,是它自身的独特优势打动了部分业内人士。

(图/文/摄: 问答叫兽)

问界M5

小鹏汽车P7

AION V

传祺GS8

小鹏P5

理想ONE

@2019

近日来,随着董小姐*银隆的消息曝出,银隆的知名度进一步提升,还带动了钛酸锂概念的火热。实际上,钛酸锂并非什么新技术,下面分析一下银隆的钛酸锂电池技术路线。
银隆的电池技术路线是钛酸锂快充电池,以钛酸锂为负极。与磷酸铁锂类似,钛酸锂也存在导电性差的问题。问题相似,解决思路也相同,银隆的核心技术是纳米化和掺杂的生产工艺,解决材料离子电导等方面的一系列问题。经实测,银隆电芯是2.3V,因此其采用的正极材料不是磷酸铁锂(如果钛酸锂搭配磷酸铁锂电压不到2V),也应该不是锰酸锂(如果用钛酸锂搭配锰酸锂,能量密度太低),所以其正极使用的是三元材料。三元-钛酸锂电池的倍率性能较优,此外低温性能比较好,这让它在北方极寒地区有一定的优势,安全性和寿命也比三元-石墨体系强。

但是该技术路线也有问题:

1)钛酸锂电池的突出问题仍是电压太低,与三元材料配时也最多只能到2.3V(4.2-1.5),结果就是目前成熟量产的电池能量密度很低,不如典型的以碳系材料为负极的磷酸铁锂和三元电池(3~4V)。银隆目前使用的钛酸锂电池的能量密度是70-80 Wh/Kg,系统能量接近60Wh/Kg其第四代新型钛酸锂电池有望在能量上接近磷酸铁锂电池,目前可能处在实验室阶段,后续可能放大。

钛酸锂电池本征的低电压导致的低电池能量密度,使得钛酸锂电池在汽车上装载量不可能太多,因此如果要更多考虑功率-能量(快充-续航)两因素平衡时,钛酸锂电池会很麻烦,此时磷酸铁锂和三元配石墨的技术则要好的多。如果完全不考虑里程,只装很少的电池随跑随停随充,钛酸锂倒是可以。

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。

容量差小于百分之三。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。根据查询相关资料显示,电力存储钛酸锂电池安时误差范围容量差小于百分之三。钛酸锂材料在2-3年后,一定会成为新一代锂离子电池的负极材料而被广泛应用在新能源汽车、电动摩托车和要求高安全性、高稳定性和长周期的应用领域。

以上就是好一点整理的钛酸锂电池优缺点是什么?相关内容,想要了解更多信息,敬请查阅好一点。

与“钛酸锂电池优缺点是什么?”相关推荐

每周推荐




最新文章

公司介绍  联系我们
  鲁ICP备2021028409号-10

好一点 淄博机智熊网络科技有限公司版权所有 All right reserved. 版权所有

警告:未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品