鈦酸鋰電池可以5分鐘充滿(mǎn)電和數(shù)萬(wàn)次循環(huán)使用壽命是真的嗎？

新能源汽車(chē)市場(chǎng)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，能量密度更高的三元鋰電池逐漸占了上風(fēng)，而能量密度較低的鈦酸鋰電池逐漸被市場(chǎng)邊緣化。鈦酸鋰離子電池在動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)上的節(jié)節(jié)敗退，主要原因是由于直接將能量密度不占優(yōu)勢(shì)的鈦酸鋰離子電池往長(zhǎng)續(xù)航里程的乘用車(chē)上套用造成的，這種應(yīng)用錯(cuò)配也導(dǎo)致了其在快充、壽命、安全等方面無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)淪為了雞肋，孔子治學(xué)講究因材施教，鈦酸鋰離子電池也同樣要揚(yáng)長(zhǎng)避短、差異化競(jìng)爭(zhēng)。

1.鈦酸鋰離子電池的優(yōu)勢(shì)

（1）超長(zhǎng)壽命

鈦酸鋰是一種”零應(yīng)變”材料，其在充放電過(guò)程中體積形變小于1%，使得全電池具有優(yōu)異的循環(huán)性能及使用壽命。MGL動(dòng)力公司鈦酸鋰離子電池產(chǎn)品在25℃-100%DOD的工況條件下循環(huán)至初始容量的80%時(shí)，壽命可達(dá)萬(wàn)次量級(jí)。因此，盡管目前鈦酸鋰離子電池制造成本高于石墨體系電池，但其超強(qiáng)耐久性將大大降低長(zhǎng)周期使用過(guò)程中的電池維修及更換成本。

（2）超快充電

和傳統(tǒng)碳負(fù)極材料的二維鋰離子傳輸通道不同，鈦酸鋰材料為尖晶石結(jié)構(gòu)，具有三維快速鋰離子傳輸通道。MGL動(dòng)力公司采用納米化鈦酸鋰技術(shù)，電池可在數(shù)分鐘內(nèi)完成充電，即使在極寒條件下(-30℃–40℃)也可以進(jìn)行充放電，大大提高用戶(hù)使用便利性。該特性使得鈦酸鋰在快充客車(chē)、公交等空間體積大、區(qū)間里程短、運(yùn)行頻次高的領(lǐng)域具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。而當(dāng)未來(lái)充電網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)大面積覆蓋時(shí)，人們關(guān)于能量密度的要求會(huì)逐漸淡化，極致的用戶(hù)體驗(yàn)將成為客戶(hù)選擇的重要驅(qū)動(dòng)力。

（3）超高安全性

鈦酸鋰負(fù)極嵌鋰電位約為1.55V(vs.Li+/Li)，遠(yuǎn)高于金屬鋰的還原電位，即使低溫條件下快速充電也難以析出鋰枝晶，保證了鈦酸鋰離子電池在寬溫度工作區(qū)間內(nèi)的使用安全性。另外，鈦酸鋰材料自身電導(dǎo)率極低，在電池發(fā)生針刺時(shí)，針刺點(diǎn)瞬間放電絕緣，實(shí)現(xiàn)和電極其他部位的分離及失效范圍的有效控制。即使在極端濫用情況下，鈦酸鋰自身的不可燃性及相對(duì)石墨負(fù)極更低的失效反應(yīng)放熱也會(huì)大大降低其失效風(fēng)險(xiǎn)及失效后的危險(xiǎn)程度。因此，在對(duì)安全性能要求極為嚴(yán)苛的軌道交通、電動(dòng)客車(chē)、電動(dòng)輪船等領(lǐng)域，相較于石墨負(fù)極電池，鈦酸鋰離子電池具有超高安全性的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。MGL動(dòng)力公司所有型號(hào)鈦酸鋰電芯產(chǎn)品均已通過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)安全測(cè)試項(xiàng)目(GB/T31485)。

MGL動(dòng)力公司深耕鈦酸鋰離子電池開(kāi)發(fā)十三載，針對(duì)鈦酸鋰離子電池在制造及應(yīng)用過(guò)程中的諸多關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。通過(guò)新型混料工藝開(kāi)發(fā)解決納米鈦酸鋰材料分散問(wèn)題，保證電極制作的良好加工性能及均一性；通過(guò)材料表面處理技術(shù)、水分控制技術(shù)、電解液體系匹配以及化成工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化解決鈦酸鋰離子電池高溫工作中的脹氣問(wèn)題，保證了其使用過(guò)程中的安全性及可靠性；同時(shí)，搭建鈦酸鋰體系模型計(jì)算平臺(tái)輔助電池設(shè)計(jì)優(yōu)化，從微觀電化學(xué)反應(yīng)、電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)及產(chǎn)熱特性等多角度尋找電極設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工況應(yīng)用中的關(guān)鍵控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)適用于不同應(yīng)用場(chǎng)景的快速定制化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。目前，公司擁有鈦酸鋰離子電池相關(guān)技術(shù)專(zhuān)利共十余項(xiàng)。

MGL動(dòng)力公司先后推出功率型8.5Ah、能量功率型25Ah以及能量型VDA40Ah三代典型電芯產(chǎn)品。其中，功率型8.5Ah電芯功率密度可達(dá)2900W/kg(50%SOC)，并具有12C充電、25C放電的超高倍率特性；能量功率型25Ah電芯保持高功率、大倍率特性的同時(shí)，其質(zhì)量能量密度相較于功率型8.5Ah電芯提升約21.3%；能量型VDA40Ah電芯通過(guò)輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及電極配方優(yōu)化可實(shí)現(xiàn)110Wh/kg的能量密度，該能量密度在國(guó)內(nèi)外鈦酸鋰離子電池廠商中處于領(lǐng)先水平。

2.鈦酸鋰離子電池應(yīng)用案例

MGL動(dòng)力公司就鈦酸鋰電芯產(chǎn)品和北京公交集團(tuán)、青年公交集團(tuán)、中車(chē)長(zhǎng)客股份公司、中車(chē)四方股份公司、神州高鐵等多家快充客車(chē)及軌道交通領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)客戶(hù)形成良好的長(zhǎng)期合作關(guān)系,產(chǎn)品電性能、安全性能及耐久可靠性能均得到客戶(hù)的廣泛認(rèn)可。

目前，功率型8.5Ah電芯重要應(yīng)用于快充客車(chē)領(lǐng)域，于2014年實(shí)現(xiàn)首次產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，批量應(yīng)用于北京公交102路無(wú)軌客車(chē)。

截止目前運(yùn)行超過(guò)4年時(shí)間，未出現(xiàn)任何電池安全故障，定期返廠維護(hù)標(biāo)定也未出現(xiàn)明顯容量及功率衰減；

能量功率型25Ah及能量型VDA40Ah電芯為軌道交通領(lǐng)域定制化開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，公司先后為常州有軌電車(chē)項(xiàng)目、德令哈有軌電車(chē)項(xiàng)目及”復(fù)興號(hào)”標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車(chē)組供應(yīng)多套儲(chǔ)能系統(tǒng)。

其中，裝載有能量功率型25Ah電芯的德令哈有軌電車(chē)運(yùn)行于青藏高原，是目前海拔最高的有軌電車(chē)路線，運(yùn)營(yíng)反饋結(jié)果表明，MGL動(dòng)力鈦酸鋰產(chǎn)品可以經(jīng)受住高寒及低氣壓的嚴(yán)苛環(huán)境考驗(yàn)；裝載能量型VDA40Ah的”復(fù)興號(hào)”動(dòng)車(chē)于2018年四月進(jìn)行整車(chē)實(shí)驗(yàn)，這是我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車(chē)組首次使用鈦酸鋰離子電池供電，更是對(duì)MGL動(dòng)力公司鈦酸鋰電芯產(chǎn)品安全性的高度認(rèn)可。

3.結(jié)束語(yǔ)

除傳統(tǒng)乘用汽車(chē)、商用車(chē)、客車(chē)的不斷轉(zhuǎn)型，軌道交通、船舶、飛機(jī)等領(lǐng)域也逐漸加入新能源行業(yè)大軍，未來(lái)將是新型電池技術(shù)及智能平臺(tái)百花爭(zhēng)鳴的時(shí)代。鈦酸鋰離子電池雖然在能量密度上并不占優(yōu)勢(shì)，但是憑借著在快充、安全性和壽命上的無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)差異化的競(jìng)爭(zhēng)，能夠在對(duì)充電速度和頻次要求高的領(lǐng)域贏得一席之地，MGL動(dòng)力公司也將持續(xù)深入鈦酸鋰快充電池技術(shù)開(kāi)發(fā)，不斷發(fā)掘其性能極限及應(yīng)用潛能，為客戶(hù)帶來(lái)更為優(yōu)越便利的使用體驗(yàn)。