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    钛酸锂电池技术和发展方向

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    • 我国产的钛酸锂离子电池系统在重庆及欧洲的混合电动大巴、张北的风光储示范站及深圳宝清储能电站已有了几年的商业化应用数据积累。

      另外,我国锂电产业链的上下游早已成气候,除了完备的电池材料供应与设备制造能力之外,锂离子电池产品的生产量力也与日、韩三分天下。这就使得我国的锂电生产厂家从传统锂电生产转型到钛酸锂离子电池产品生产具备了先天的条件。

      我国在钛酸锂材料生产方面早已有了像四川兴能、珠海银隆、湖州微宏等既有实力又有相关经验的公司。在钛酸锂离子电池生产方面脱颖而出的代表公司有湖州微宏、珠海银隆、深圳博磊达、天津捷威等。

      这些公司都已经在国内外电动汽车及储能市场初步建立了自己的销售渠道。尤其值得指出的是深圳博磊达拥有从材料生产到电池制作及系统集成一系列专有技术与知识产权,目前我国锂电界尚属少见的拥有自主知识产权的生产厂家。

      2.钛酸锂材料、电池及电池组制作的瓶颈

      既然钛酸锂离子电池技术有诸多其他锂电无法比拟的优越性,那为何至今为止在我国能源行业乃至世界能源领域应用寥寥呢?原因有以下3个方面:

      ①钛酸锂材料生产钛酸锂材料的生产从原则上说并不复杂。但要用作锂离子电池的负极材料,不但要讲究材料具有合适的比表面积、粒度、密度和电化学性能等,还必须能够适应于大规模锂离子电池的生产工艺。钛酸锂材料在很多传统锂电生产线上无法正常生产的原因之一就是材料的pH为11或12,吸湿性极强。

      ②钛酸锂离子电池制作在事实上,将常规锂离子电池生产线直接用来生产钛酸锂离子电池产品并不像仅仅把石墨换成钛酸锂材料那样简单。因为钛酸锂材料对湿度的要求比常规锂离子电池生产要高得多。为了控制湿度,有些制备工艺要做相应的调整以适应钛酸锂离子电池产品生产的特殊要求。另外,有些生产设备也要做相应的改进。假如有条件的话,最好能专门为钛酸锂离子电池产品重新设计一条结构紧凑、体积小巧、全封闭式的自动化生产线。

      ③钛酸锂离子电池组与常规锂离子电池不同,目前国内外生产的钛酸锂离子电池在成组投入应用一段时期后常会看到软包的单体电池内有微量的气体出现。这些气体与新鲜电池化成时出现的气体不同。前者能够通过电池生产工艺来去除。但后者则是在电池使用过程中出现的,或者说在目前的工艺条件下很难防止。

      笔者认为,研究循环时气体出现的化学反应机理应该不失为一个很好的科研题目。另外,由于钛酸锂离子电池技术的优越性之一是其高功率性能。虽然电池本身可以承受大电流充放电,但厚的单体电池仍然不适于高功率应用因为电池太厚会造成大电流出现的热量难以散发。所以对大功率钛酸锂离子电池来说,尺寸大而薄的软包电池结构仍不失为一个合理的选择。

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