鈦酸鋰離子電池的技術(shù)

以低成本亞微米鈦酸鋰材料取代納米鈦酸鋰材料，并以此為基礎(chǔ)建立儲能用鈦酸鋰離子電池材料體系。鈦酸鋰離子電池具有體積小、重量輕、能量密度高、密封性能好、無泄露、無記憶效應(yīng)、自放電率低、充放電迅速、循環(huán)壽命超長、工作環(huán)境溫度范圍寬、安全穩(wěn)定綠色環(huán)保等特點(diǎn)。

鈦酸鋰離子電池技術(shù)在我國各種儲能電池中的競爭應(yīng)該占有天時、地利、人和之優(yōu)勢。光就使用壽命而言，鈦酸鋰離子電池超長的循環(huán)壽命遠(yuǎn)勝于各類鉛酸電池；其效率、成本及電化學(xué)性能更是優(yōu)于鈉硫與液流釩等電池體系。

鈦酸鋰離子電池技術(shù)的適用市場卻是混合電動汽車、特殊工業(yè)應(yīng)用及儲能應(yīng)用如調(diào)頻及電網(wǎng)電壓支撐等。這些市場在全世界尚處于起步階段，誰執(zhí)牛耳尚未可知。鈦酸鋰技術(shù)有望成為這些市場中的佼佼者。

與傳統(tǒng)鋰離子電池普遍采用的石墨材料相比，鈦酸鋰材料在充放電嵌脫鋰過程中，骨架結(jié)構(gòu)幾乎不發(fā)生收縮或膨脹，被稱為零應(yīng)變材料，防止了一般電極材料脫/嵌鋰離子時晶胞體積應(yīng)變而造成的電極結(jié)構(gòu)損壞的問題，因而具有非常優(yōu)異的循環(huán)性能。

鈦酸鋰離子電池在規(guī)模應(yīng)用中面對的重要問題是成本問題，項(xiàng)目研發(fā)之初，其價格是磷酸鐵鋰離子電池價格的46倍。鈦酸鋰離子電池價格居高不下，雖然性能顯著優(yōu)于現(xiàn)有鋰離子電池，但是經(jīng)濟(jì)性因素極大的限制了鈦酸鋰離子電池的市場推廣。

鈦酸鋰離子電池前路依然會有坎坷，但方向終歸是向前。業(yè)界公司和研究機(jī)構(gòu)對鈦酸鋰離子電池技術(shù)發(fā)展所做的努力，將推動鈦酸鋰離子電池不斷向前發(fā)展。

鈦酸鋰離子電池儲能系統(tǒng)的應(yīng)用

儲能被認(rèn)為是新能源的下一個風(fēng)口，鈦酸鋰離子電池在儲能領(lǐng)域的應(yīng)用被人們寄予厚望。鈦酸鋰離子電池超長的循環(huán)壽命、不同凡響的安全性、優(yōu)異的功率特性以及良好的經(jīng)濟(jì)性。這些特性卻將會是成就目前正在崛起的大規(guī)模鋰電儲能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的重要基石。

發(fā)展儲能技術(shù)是促進(jìn)新能源發(fā)電、提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的關(guān)鍵核心技術(shù)之一。在各種類型的電化學(xué)儲能技術(shù)中，鈦酸鋰離子電池具有循環(huán)壽命長、安全性能好等特點(diǎn)，很好的契合了電網(wǎng)儲能的應(yīng)用場景。

以軌道交通車輛車載儲能系統(tǒng)為對象,對當(dāng)前應(yīng)用于軌道交通車輛中的超級電容、高能電容和鋰離子電池等車載儲能元件的性能進(jìn)行比較分析,得出鈦酸鋰離子電池具有高功率密度、高能量密度、高可靠性的技術(shù)特點(diǎn)。結(jié)合鈦酸鋰離子電池的性能特點(diǎn)和控制策略的研究,通過項(xiàng)目應(yīng)用實(shí)例和現(xiàn)場試驗(yàn)比較,鈦酸鋰離子電池在地鐵車輛儲能系統(tǒng)中大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)優(yōu)勢和廣闊前景。

針對儲能應(yīng)用需求，在原有鈦酸鋰離子電池的基礎(chǔ)上提出了滿足儲能應(yīng)用需求的鈦酸鋰離子電池材料體系重構(gòu)原則與技術(shù)方法，研發(fā)出亞微米級鈦酸鋰材料。項(xiàng)目研制的儲能用鈦酸鋰離子電池保持了長壽命高倍率的本征特性，且成本大幅下降。

鈦酸鋰離子電池儲能技術(shù)，為大規(guī)模長壽命鋰離子電池儲能系統(tǒng)的建設(shè)供應(yīng)技術(shù)積累，同時為長壽命鋰離子電池儲能裝置產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，促進(jìn)新能源的利用奠定技術(shù)基礎(chǔ)。