应用与进展 - 解析钛酸锂动力电池及其发展历程

　　二、应用及进展

　　钛酸锂动力电池在市场上的应用主要以新能源客车和公交为主，除此之外在储能市场及相关工业上也有应用。目前上能够批量生产钛酸锂电池的企业并不多，国际上以日本东芝和Altairnano为代表，国内以湖州微宏为代表。

　　日本东芝研发的SCiB超级锂电池，即高功率钛酸锂锂离子动力电池，容量在快速充放电条件下充放电循环3000次后衰减不到10%。以一定的大电流进行快充，能在5分钟内充满90%以上的容量。并且具备优异的低温放电性能，使得电池在零下30℃仍可放出80％以上的容量。SCiB电池有着快速充电和长寿命的优势，主要用于电动摩托、电动汽车及汽车启停电池上。

　　

　　美国Ener Del公司研发的5Ah混合动力车用钛酸锂动力电池，正极使用尖晶石锰酸锂材料。在50C倍率下连续放电可以放出95%以上的电池容量，同时电池的温度不到35℃。在零下30℃的环境里，以1C倍率放电仍可放出90%以上的容量。在55℃的高温下，即使在5C下进行1000次的100%DOD充放电循环，仍然保持95%以上的容量，显示出优异的循环寿命性能。

　　美国Altairnano公司在钛酸锂电池上拥有其独特的核心技术。开发的10Ah高功率锂电池以钴酸锂材料为正极，10C下的100%DOD充放电循环寿命高达2万次以上。优异的低温放电性能使得电池在零下40℃的低温下可以放出60%以上的容量。电池的热稳定性能高，即使在240℃的高温下放置30分钟后没有冒烟、不发生着火爆炸。为美国加州提供的混合电动巴士于2008年投入运行至今，其燃油经济性指标远远高于普通柴油发电机。

　　近年来，国内钛酸锂电池技术和性能上与国外差距不大，钛酸锂电池已实现国产化并逐渐用于新能源汽车领域。能够生产钛酸锂电池的国内企业主要有湖州微宏动力有限公司、中信国安盟固利电源技术有限公司、珠海银隆新能源有限公司、天津市捷威动力工业有限公司等，电池主要应用于快充型纯电动客车、插电式混合动力客车等。

　　由安徽天康集团新能源有限公司研制成功的钛酸锂电池通过相关检侧中心的检侧，结果表明该钛酸锂电池耐高低温性能好，充放电能量转化效率能到达90%以上，安全性能及循环寿命均达到先进水平。一般的锂离子电池充放电循环寿命在5000次左右，而该电池循环寿命可达2万次以上。

　　湖州微宏一直致力于钛酸锂技术开发，具备日产8万只10Ah的钛酸锂电池产品的产能。截至2014年底，湖州微宏的10min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，主要销往国外及中国重庆等地。

　　河北银隆量产的钛酸锂电池有软包电池和圆柱电池两种类型。电池100%DOD的循环次数超过1万6千次，10%DOD则达到160万次。在动力电池的应用方面，银隆新型纯电动公交车使用的钛酸锂电池续航里程最高可达80km，快速充电只需6到10分钟，利用夜间慢充充满也只需30到60分钟。广东、河北等多地公交系统已采用该车型。

　　三、放眼未来

　　总体来看，目前钛酸锂的主要问题表现在倍率性能较差和能量密度不够上。钛酸锂的比容量会在高倍率下衰减迅速。在锂离子动力电池的实际应用中，高倍率工作特性是影响大规模商业化的重要因素之一。但钛酸锂电池具有快充的优势，随着充电设施的大面积覆盖，装有钛酸锂电池的电动车能随时随地充电，对钛酸锂电池能量密度的要求会有所降低。在当前新能源汽车产业蓬勃发展的环境下，推动钛酸锂动力电池技术进一步发展及广泛应用需要各方的努力。