鈦酸鋰電池優(yōu)缺點(diǎn)是什么?
鈦酸鋰電池具有體積小、重量輕、能量密度高、密封性能好、無(wú)泄露、無(wú)記
憶效應、自放電率低、充放電迅速、循環(huán)壽命超長(cháng)、工作環(huán)境溫度范圍寬、安全穩定綠色環(huán)保等特點(diǎn),所以在通信電源領(lǐng)域具有非常廣泛的應用前景。
鈦酸鋰作為負極材料時(shí)電位平臺高達1.55V,比傳統石墨負極材料高出1V還多,雖然損失了一些能量密度,但也意味著(zhù)電池更加安全。技術(shù)專(zhuān)家盧藍光曾表示,電池快速充電時(shí)對負極電壓需求比較低,但如果過(guò)低,鋰電池就容易析出非?;顫姷慕饘黉?,這種鋰離子不僅導電,還能跟電解液起反應,然后釋放熱量,產(chǎn)生可燃氣體,引發(fā)火災。而鈦酸鋰因為高出來(lái)的1V電壓避免了負極電壓為0的情況,也就間接避免了鋰離子的析出,從而保證了電池的安全性。
由于鈦酸鋰電池在高溫、低溫環(huán)境中均可以達到安全使用,也體現出其耐寬溫(尤其耐低溫)的重要優(yōu)勢。目前,銀隆鈦酸鋰電池的安全工作溫度區域在-50度到65度之間,而普通石墨類(lèi)負極電池在溫度低于-20度時(shí)能量就開(kāi)始衰減,
-30度時(shí)充電容量?jì)H為充電總容量的14%,在嚴寒天氣下根本無(wú)法正常工作。此外,由于鈦酸鋰電池即便過(guò)度充電,也僅有1%的體積變化,被稱(chēng)為零應變材料,這使其有著(zhù)極長(cháng)的壽命。銀隆董事長(cháng)魏銀倉曾表示,銀隆鈦酸鋰電池壽命可達30年,與汽車(chē)使用壽命相當,而普通石墨負極材料電池平均壽命不過(guò)3-4年。
從全壽命周期看,鈦酸鋰電池成本更低。
鈦酸鋰的最后一個(gè)優(yōu)勢是快速充放電能力強,充電倍率高。目前銀隆鈦酸鋰電池的充電倍率有10C、甚至20C,而普通石墨負極材料的電池充電倍率僅有2C-4C?;阝佀徜囯姵氐倪@些技術(shù)特點(diǎn),業(yè)內人士認為其契合了新能源公交車(chē)、大型儲能裝備的需求。拿公交車(chē)來(lái)說(shuō),一般單趟里程不超過(guò)4公里,每次終點(diǎn)站進(jìn)站等待到下次發(fā)車(chē)時(shí)間間隔至少需要幾分鐘時(shí)間。這時(shí)鈦酸鋰電池能量密度低的劣勢不會(huì )影響客車(chē)的使用,反而體現出電池快充的好處。作為公共交通工具,公交車(chē)對電池的安全性、耐用性都提出了更高要求。
鈦酸鋰電池存在問(wèn)題以及不足之處:
雖然極佳的安全性能使得對鈦酸鋰離子電池的研究成為熱點(diǎn),但是Li,Ti,0。
材料本身的較低的電子電導率(10-13S/cm)和鋰離子擴散系數(10-10~10-13cm2/S)極大地限制了在大倍率充放下的應用。有學(xué)者研究表明,將Li4Ti5012的顆粒尺寸納米化以后可以擴大有效的反應面積和減小擴散距離,從而顯著(zhù)的提升材料的倍率性能。但是需要指出的是,材料顆粒納米化的過(guò)程往往比較困難,需要較高的成本,目前難以實(shí)現大規模的工業(yè)生產(chǎn)。
鈦酸鋰電池在循環(huán)使用中會(huì )發(fā)生持續產(chǎn)氣,導致電池包鼓脹,高溫時(shí)尤其嚴重,影響正負極的接觸,增加電池阻抗,影響電池性能的發(fā)揮。這也是限制負極材料鈦酸鋰廣泛應用到電池中的主要障礙之一。
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