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在當前中國政府大力倡導開發新能源及其相關產業的大環境下，如何推動鈦酸鋰電池技術及其在電動(dong)車和(he)儲能市(shi)場上的應用(yong)對中國鈦酸鋰電池產業而言是機不可失，時(shi)不再來。

自從鋰離子電池在1991年產業化以來，電池的負極材料一(yi)直(zhi)是(shi)石墨(mo)在一(yi)統天下。鈦(tai)酸鋰(li)作(zuo)為新型(xing)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池的(de)負極材料由于其(qi)多項優異(yi)的(de)性能而受到(dao)重視。

從20世紀90年代后(hou)期開始(shi)，比如鈦酸鋰材料在鋰離子的(de)(de)鑲嵌(qian)及(ji)脫嵌(qian)過程中晶體結構能夠保(bao)持(chi)高(gao)度的(de)(de)穩定性(xing)，晶格常數變(bian)化(hua)(hua)很小(體積(ji)變(bian)化(hua)(hua)<l％)。

這個(ge)“零應變”電極材料極大地(di)延長了鈦(tai)酸(suan)鋰電池的(de)循環壽(shou)命。鈦(tai)酸(suan)鋰具(ju)有(you)尖晶石結構所特有(you)的(de)三(san)維鋰離(li)子擴(kuo)散(san)通道，具(ju)有(you)功率特性(xing)優(you)異和高低溫(wen)性(xing)能佳等優(you)點。

與碳負極(ji)(ji)材料相比，鈦酸鋰(li)(li)的(de)電位高(gao)(比金屬鋰(li)(li)的(de)電位高(gao)1.55V)，這就導(dao)致通(tong)常(chang)在電解液(ye)與碳負極(ji)(ji)表(biao)(biao)面上(shang)生長的(de)固液(ye)層在鈦酸鋰(li)(li)表(biao)(biao)面基本上(shang)不形成。

更重要的(de)是在(zai)(zai)正常(chang)電(dian)池(chi)使(shi)用的(de)電(dian)壓范圍內鋰枝晶在(zai)(zai)鈦酸鋰表面上難以生成。這(zhe)就在(zai)(zai)很(hen)大程度上消除(chu)了由鋰枝晶在(zai)(zai)電(dian)池(chi)內部形成短路的(de)可能性(xing)(xing)。所以鈦酸鋰為負(fu)極(ji)的(de)鋰離子電(dian)池(chi)的(de)安(an)全(quan)性(xing)(xing)是目前筆者(zhe)見(jian)到(dao)的(de)各種類型的(de)鋰離子電(dian)池(chi)中安(an)全(quan)性(xing)(xing)最高(gao)的(de)。

業內人士(shi)大多(duo)數都(dou)聽說過由鈦酸鋰取代(dai)石墨作為鋰電(dian)負極材料的(de)鋰電(dian)循環(huan)壽命可達數萬次(ci)，遠高于常見(jian)的(de)傳統鋰離子電(dian)池，僅循環(huan)幾千次(ci)就壽終正寢了。

由于多數專業鋰電(dian)(dian)人(ren)士從來沒(mei)有真正(zheng)動手制(zhi)作(zuo)過鈦酸鋰電(dian)(dian)池(chi)(chi)產品，或者只是做過幾(ji)次遇(yu)到困難(nan)就草(cao)草(cao)收場。所以他們沒(mei)能靜下心來仔細(xi)思考一下，為(wei)什么(me)大部分(fen)制(zhi)作(zuo)完(wan)美的傳統(tong)鋰離子電(dian)(dian)池(chi)(chi)通(tong)常只能完(wan)成1000～2000次充放(fang)電(dian)(dian)循環壽命(ming)？

傳統(tong)鋰離子電(dian)池(chi)循環壽命短(duan)的根本(ben)原因中(zhong)是否(fou)源于其中(zhong)的某一(yi)個基本(ben)組(zu)件-石(shi)墨負(fu)極難堪重負(fu)呢？一(yi)旦將石(shi)墨負(fu)極替換成尖(jian)晶石(shi)型鈦(tai)酸鋰負(fu)極之后，基本(ben)相同的鋰離子電(dian)池(chi)化學(xue)體系就能循環到幾(ji)萬乃至幾(ji)十萬次(ci)。

另外，在(zai)(zai)很多(duo)人津(jin)津(jin)樂(le)道地談論(lun)鈦酸鋰電池的(de)(de)能量密度偏低時，卻忽略了一個簡單而重要的(de)(de)事實：那就是鈦酸鋰電池超長的(de)(de)循環壽命、不同凡(fan)響(xiang)的(de)(de)安全性、優異(yi)的(de)(de)功率特性以(yi)及良好的(de)(de)經濟性。這些特性卻將會(hui)是成就目前正在(zai)(zai)崛(jue)起的(de)(de)大規(gui)模(mo)鋰電儲能產業的(de)(de)重要基(ji)石。

近10多年來，國內外對鈦(tai)(tai)(tai)酸(suan)(suan)鋰(li)電池技術(shu)的(de)研究可謂是風起云涌(yong)。其產業鏈可分為鈦(tai)(tai)(tai)酸(suan)(suan)鋰(li)材料制備(bei)、鈦(tai)(tai)(tai)酸(suan)(suan)鋰(li)電池生產與鈦(tai)(tai)(tai)酸(suan)(suan)鋰(li)電池系統的(de)集成及其在電動(dong)車及儲能(neng)市(shi)場的(de)應用(yong)。

鈦酸鋰材料

國際上(shang)對(dui)鈦(tai)酸鋰材料研究及產(chan)(chan)業(ye)化(hua)方面(mian)(mian)比較(jiao)領先的有美國奧鈦(tai)納米(mi)科技公司、日本(ben)石原產(chan)(chan)業(ye)株式會社、英國莊信(xin)萬豐公司等。其(qi)中美國奧鈦(tai)生產(chan)(chan)的鈦(tai)酸鋰材料無論(lun)在(zai)倍率、安全性(xing)、長(chang)壽命及高(gao)低溫等方面(mian)(mian)性(xing)能(neng)優異(yi)。但是由于(yu)生產(chan)(chan)方法過于(yu)冗長(chang)精細導致生產(chan)(chan)成本(ben)偏高(gao)，使其(qi)在(zai)商業(ye)化(hua)推(tui)廣上(shang)難度較(jiao)大(da)。

石原(yuan)產(chan)(chan)業是(shi)亞洲(zhou)最大的(de)(de)鈦(tai)(tai)白粉(fen)制造商之一(yi)，公司在(zai)日(ri)本、新(xin)加坡(po)、臺灣均有生(sheng)產(chan)(chan)基地。石原(yuan)產(chan)(chan)業充分利用其充沛的(de)(de)原(yuan)材(cai)料(liao)資源，以(yi)(yi)濕(shi)法工藝成功地開發了多款低(di)成本、高倍率、不同顆粒度(du)的(de)(de)鈦(tai)(tai)酸(suan)鋰(li)產(chan)(chan)品(pin)(pin)。其性能相似的(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)(pin)在(zai)價格(ge)比(bi)較美國(guo)奧鈦(tai)(tai)的(de)(de)鈦(tai)(tai)酸(suan)鋰(li)材(cai)料(liao)有較大的(de)(de)優勢，但(dan)比(bi)中國(guo)國(guo)內的(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)(pin)則稍遜一(yi)籌。莊信萬(wan)豐(feng)接手了原(yuan)德(de)國(guo)南方(fang)化學公司擁(yong)有的(de)(de)磷酸(suan)鐵鋰(li)等材(cai)料(liao)，但(dan)在(zai)鈦(tai)(tai)酸(suan)鋰(li)材(cai)料(liao)的(de)(de)研發與生(sheng)產(chan)(chan)方(fang)面投入不足，產(chan)(chan)品(pin)(pin)質(zhi)量難(nan)以(yi)(yi)穩定。

國內(nei)在鈦(tai)(tai)酸鋰材料(liao)量產方面已有(you)(you)(you)多家，如四(si)川興能(neng)新(xin)材料(liao)有(you)(you)(you)限(xian)公(gong)司、珠海銀隆新(xin)能(neng)源有(you)(you)(you)限(xian)公(gong)司、湖(hu)州微(wei)宏動力有(you)(you)(you)限(xian)公(gong)司、深(shen)圳(zhen)貝特瑞新(xin)能(neng)源材料(liao)股份有(you)(you)(you)限(xian)公(gong)司、湖(hu)南杉杉新(xin)材料(liao)有(you)(you)(you)限(xian)公(gong)司以及安徽和深(shen)圳(zhen)周邊的(de)多家規模較小的(de)鈦(tai)(tai)酸鋰生(sheng)產廠家。

四川興能是一家專(zhuan)業生(sheng)產鈦(tai)酸(suan)鋰材(cai)(cai)料的(de)廠家，年產能達3000噸，鈦(tai)酸(suan)鋰生(sheng)產工藝(yi)具有客戶適應(ying)性和穩定性，可(ke)在不改變現(xian)有生(sheng)產線和設備的(de)情況下靈活(huo)調整，生(sheng)產出適合不同客戶要求的(de)鈦(tai)酸(suan)鋰，并(bing)保持產品技術指標的(de)穩定。興能依(yi)靠上游(you)的(de)鋰礦(kuang)(kuang)與鈦(tai)礦(kuang)(kuang)資源，可(ke)實(shi)現(xian)從原礦(kuang)(kuang)到(dao)最終材(cai)(cai)料的(de)協同生(sheng)產，由此可(ke)實(shi)現(xian)鈦(tai)酸(suan)鋰產品性能提(ti)升和成(cheng)本降低，避免原料市場(chang)波動帶來(lai)的(de)影(ying)響。

珠海銀隆于(yu)2011年(nian)完(wan)成(cheng)了對美國(guo)奧鈦納米科技公司53.6%的股(gu)權的收購從而(er)成(cheng)為(wei)國(guo)內少有的一家(jia)同時擁(yong)有鈦酸(suan)鋰材料制備、電池生產、鈦酸(suan)鋰電動汽(qi)車(che)、儲(chu)能系(xi)統、調頻(pin)調峰(feng)等應用的多(duo)項核心(xin)技術(shu)與30多(duo)項專利(li)的企業。

目前北(bei)方奧鈦納米(mi)技術有(you)限公司(si)(簡(jian)稱“北(bei)方奧鈦”)的(de)鈦酸(suan)鋰材(cai)(cai)料年產(chan)能(neng)100噸并為北(bei)方奧鈦和珠(zhu)海銀(yin)隆提供高品質(zhi)的(de)納米(mi)級鈦酸(suan)鋰。珠(zhu)海銀(yin)隆新能(neng)源還與(yu)石(shi)原(yuan)產(chan)業就新型鈦酸(suan)鋰材(cai)(cai)料的(de)研發開展了(le)戰略合作(zuo)，材(cai)(cai)料的(de)成本將隨(sui)著其產(chan)量(liang)的(de)增(zeng)加而下(xia)降，未來幾年內有(you)望接近目前石(shi)墨負極材(cai)(cai)料的(de)成本價格。

湖州(zhou)微宏是目前在國內(nei)業界推廣鈦酸鋰電池(chi)(chi)技術和其它(ta)快(kuai)充類電池(chi)(chi)最(zui)成功(gong)的企業之(zhi)一。

湖州微宏(hong)生產(chan)的(de)鈦(tai)酸(suan)(suan)鋰(li)材料(liao)主要用于自己生產(chan)的(de)鈦(tai)酸(suan)(suan)鋰(li)電(dian)池產(chan)品。湖州微宏(hong)鈦(tai)酸(suan)(suan)鋰(li)電(dian)池產(chan)品在國內外(wai)市場不斷擴(kuo)大也對鈦(tai)酸(suan)(suan)鋰(li)技術在電(dian)動車及儲能市場上的(de)應用起到了良好的(de)示(shi)范作用。

深圳貝特瑞(rui)(rui)是目前世界(jie)上最(zui)大的(de)(de)鋰(li)電碳(tan)負極供應商。公司(si)具有強大的(de)(de)研發團隊，也(ye)是鈦酸(suan)鋰(li)行業標準的(de)(de)起草(cao)者之一。深圳貝特瑞(rui)(rui)強大的(de)(de)銷(xiao)售網絡也(ye)將在(zai)鈦酸(suan)鋰(li)市場(chang)銷(xiao)售中占盡先機，已經推出碳(tan)包覆鈦酸(suan)鋰(li)和無(wu)碳(tan)包覆鈦酸(suan)鋰(li)的(de)(de)2款產(chan)(chan)品。然而(er)，目前鈦酸(suan)鋰(li)材(cai)料并非貝特瑞(rui)(rui)的(de)(de)主打產(chan)(chan)品。在(zai)鈦酸(suan)鋰(li)電池市場(chang)尚未全面鋪開(kai)的(de)(de)情況下，公司(si)還沒有在(zai)鈦酸(suan)鋰(li)材(cai)料的(de)(de)生產(chan)(chan)上制定(ding)長遠(yuan)的(de)(de)計劃。

鈦酸鋰電池及其在電動車和儲能方面的應用

國(guo)際上能夠批量生產鈦(tai)(tai)酸鋰電池的廠家并不(bu)多，主要以(yi)美國(guo)奧鈦(tai)(tai)與日本東芝(zhi)集(ji)團為代表。鈦(tai)(tai)酸鋰電池的應(ying)用市場主要有電動車、儲能市場及工業應(ying)用。

美國(guo)奧鈦(tai)的鈦(tai)酸(suan)鋰電(dian)(dian)池(chi)(chi)制造方面(mian)有其獨特的核心技術，在國(guo)際(ji)上(shang)大規格鈦(tai)酸(suan)鋰電(dian)(dian)池(chi)(chi)制造方面(mian)仍處于(yu)領先地位，并已解決了所謂的“脹氣(qi)”問(wen)題。目(mu)前其第4代65Ah單體鈦(tai)酸(suan)鋰電(dian)(dian)池(chi)(chi)已用于(yu)儲能系統，在65℃循(xun)環上(shang)萬次仍無明(ming)顯的容量衰減。

在鈦(tai)酸(suan)鋰(li)電池系(xi)統應用方面，奧鈦(tai)為(wei)美(mei)國加(jia)州提供的(de)混合電動(dong)巴(ba)士已于2008年(nian)投入運行(xing)至今。其燃油經濟(ji)性(xing)指標(biao)為(wei)106.4kg/L遠高于普通柴油發電機的(de)23.8kg/L。公司為(wei)夏威(wei)夷自(zi)然能(neng)(neng)源所的(de)10.5MW風力(li)發電場提供了1MW的(de)存(cun)儲系(xi)統并(bing)與當地電網(wang)的(de)并(bing)網(wang)，同(tong)時提供為(wei)期3年(nian)的(de)技(ji)術支持服務。此鈦(tai)酸(suan)鋰(li)電池儲能(neng)(neng)系(xi)統主要用于調(diao)控(kong)可再生能(neng)(neng)源的(de)電壓波(bo)動(dong)，并(bing)將機組的(de)負荷變(bian)化率控(kong)制在1MW/min以內。

奧鈦的1MW大容(rong)量高功率儲能機組是目前在美(mei)國電(dian)網中唯一得到2年多實地(di)商業運(yun)作和性能質(zhi)量檢驗通過(guo)(guo)的大容(rong)量鈦酸鋰電(dian)池產品。儲能系(xi)統循環次(ci)數(shu)超(chao)過(guo)(guo)500000次(ci)，充放電(dian)總電(dian)量超(chao)過(guo)(guo)3300MWh，系(xi)統容(rong)量損失(shi)小(xiao)于(yu)2%，且功率并沒有明顯的衰(shuai)減。

日本東芝批量(liang)生產以(yi)“SCiB”為品(pin)牌的(de)鈦酸鋰電(dian)(dian)池。其中3.2Ah、10Ah及20Ah鋁(lv)殼方形電(dian)(dian)池主要用(yong)(yong)于電(dian)(dian)動(dong)摩托、電(dian)(dian)動(dong)汽車(che)(che)及汽車(che)(che)啟停電(dian)(dian)池。SCiB電(dian)(dian)池有著快速充電(dian)(dian)和長壽(shou)命的(de)優勢，10分鐘即(ji)可充電(dian)(dian)90%以(yi)上，反(fan)復充放電(dian)(dian)3000次電(dian)(dian)量(liang)容量(liang)衰減不足10%，已經批量(liang)應用(yong)(yong)于“EV—neo”電(dian)(dian)動(dong)摩托車(che)(che)上。

在(zai)儲能(neng)方(fang)面，東芝(zhi)借日本新陽光計劃之東風正(zheng)在(zai)將鈦酸(suan)鋰電池(chi)應用到(dao)大規模(mo)儲能(neng)電站及(ji)家庭儲能(neng)系(xi)統。另(ling)一(yi)家日本企業(ye)村田已開發了(le)采用5V鎳錳酸(suan)鋰為正(zheng)極(ji)的新型鈦酸(suan)鋰電池(chi)。其(qi)電壓差(cha)為3.2V，能(neng)量密度可達到(dao)130Wh/K歌，超過了(le)目(mu)前磷酸(suan)鐵鋰電池(chi)的水平。

國內在鈦(tai)(tai)酸(suan)鋰電池生產方面已有(you)多(duo)家，如湖州微宏、珠海銀隆、深圳(zhen)博磊達、天津市捷威(wei)動力工業有(you)限公(gong)司、四川興能、中信(xin)國安盟固利電源技術有(you)限公(gong)司、湖南(nan)杉杉及(ji)安徽和深圳(zhen)周邊的(de)多(duo)家規模(mo)較小的(de)鈦(tai)(tai)酸(suan)鋰電池生產廠家

湖州微(wei)宏自2006年(nian)成立以來一直致力于鈦酸(suan)鋰(li)(li)技術開發。公司對其鈦酸(suan)鋰(li)(li)電(dian)池(chi)生(sheng)產(chan)(chan)需要的鈦酸(suan)鋰(li)(li)材料(liao)、隔(ge)膜、電(dian)解液以及正(zheng)極材料(liao)進行了(le)垂直整合(he)。近年(nian)來為了(le)適應市場需求，湖州微(wei)宏具(ju)備了(le)日產(chan)(chan)8萬只(zhi)10Ah的鈦酸(suan)鋰(li)(li)電(dian)池(chi)產(chan)(chan)品的產(chan)(chan)能(neng)(neng)以及2倍(bei)于的鈦酸(suan)鋰(li)(li)電(dian)池(chi)的多元正(zheng)極鋰(li)(li)電(dian)池(chi)產(chan)(chan)品的產(chan)(chan)能(neng)(neng)。

截(jie)至2014年底，湖州(zhou)微(wei)宏的(de)10分(fen)鐘快速充電(dian)電(dian)池(chi)系統已裝備了(le)超過(guo)3000輛混合動力(li)為主的(de)電(dian)動大巴，主要銷往(wang)英(ying)國(guo)、荷(he)蘭及(ji)中國(guo)重慶等(deng)地。在儲(chu)(chu)能(neng)市場方面，湖州(zhou)微(wei)宏分(fen)別在美國(guo)的(de)佛蒙(meng)特(te)州(zhou)及(ji)中國(guo)重慶安裝了(le)用于電(dian)網調頻及(ji)電(dian)網需求管理的(de)鈦酸(suan)鋰(li)電(dian)池(chi)儲(chu)(chu)能(neng)系統。

珠海銀隆目(mu)前量(liang)產(chan)(chan)的鈦(tai)酸鋰電(dian)(dian)池(chi)產(chan)(chan)品有20Ah和65Ah軟包電(dian)(dian)池(chi)以及25Ah、30Ah和55Ah圓柱電(dian)(dian)池(chi)，性能(neng)指(zhi)標已(yi)達到美國奧鈦(tai)生產(chan)(chan)的鈦(tai)酸鋰電(dian)(dian)池(chi)。電(dian)(dian)池(chi)100%DOD的循(xun)環次(ci)數超過16000次(ci)，10%DOD則達到160萬次(ci)。這幾款電(dian)(dian)池(chi)均已(yi)通過北方(fang)(fang)汽車質量(liang)監督檢驗鑒定試驗所(suo)(201所(suo))的第(di)三方(fang)(fang)檢測。

在應用方面(mian)，銀(yin)隆新型(xing)純(chun)電(dian)動公(gong)交(jiao)車使用了圓(yuan)柱形、壽命長(chang)、充(chong)(chong)(chong)放電(dian)快的鈦酸鋰(li)電(dian)池，續(xu)航里程(cheng)可(ke)達30～80km,快速(su)充(chong)(chong)(chong)電(dian)只需6～10分(fen)鐘，也可(ke)用夜間谷電(dian)慢充(chong)(chong)(chong)30～60分(fen)鐘充(chong)(chong)(chong)滿。該系(xi)列車型(xing)已經成功(gong)地投(tou)放于廣(guang)東湛江、河北邯鄲、石家莊等(deng)地公(gong)交(jiao)系(xi)統。

銀(yin)隆專(zhuan)為(wei)北(bei)京公交設(she)計開發的(de)(de)(de)仿古鐺(dang)鐺(dang)車于2014年9月投入(ru)商業化(hua)運營。該車還(huan)被指定為(wei)北(bei)京APEC會議的(de)(de)(de)官方(fang)指定用車。在儲(chu)能市(shi)場，銀(yin)隆分(fen)別與國(guo)(guo)家電(dian)網(wang)和(he)(he)南方(fang)電(dian)網(wang)合(he)作(zuo)承擔了儲(chu)能方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)863國(guo)(guo)家項(xiang)目，為(wei)張(zhang)北(bei)風光儲(chu)輸示范(fan)站和(he)(he)深圳寶清電(dian)池儲(chu)能站分(fen)別提供了2個2MWh和(he)(he)1個600kWh鈦酸鋰系(xi)統的(de)(de)(de)部(bu)分(fen)模(mo)塊、電(dian)池箱設(she)計以及系(xi)統解決方(fang)案。

深圳博(bo)磊達(da)通過獨特的(de)(de)(de)材料處理方法(fa)，可(ke)以制備得到性能良好的(de)(de)(de)Li4Ti5O12材料，并(bing)通過技(ji)術攻關項目(mu)，從鈦酸(suan)鋰(li)電(dian)池的(de)(de)(de)生(sheng)產工藝提升出(chu)發(fa)，高(gao)性能Li4Ti5O12的(de)(de)(de)設計和制備已(yi)經取得重大(da)進(jin)展，目(mu)前量產的(de)(de)(de)產品(pin)有17Ah、20Ah和25Ah圓柱電(dian)池，解決(jue)了鈦酸(suan)鋰(li)電(dian)池容易(yi)脹氣(qi)的(de)(de)(de)問題，獲(huo)得了高(gao)性能的(de)(de)(de)鈦酸(suan)鋰(li)電(dian)池產品(pin)，并(bing)取得了權威的(de)(de)(de)第三方檢測報告。

博(bo)磊達公司從高功率Li4Ti5O12電極材(cai)料(liao)設計入手(shou)，研究Li4Ti5O12材(cai)料(liao)界面副反應(ying)(ying)揭示(shi)產(chan)氣機理和解(jie)決機制對(dui)Li4Ti5O12電極材(cai)料(liao)在動力電池中(zhong)的規模化應(ying)(ying)用(yong)并取得了重(zhong)大(da)突破。

天(tian)津(jin)捷(jie)威(wei)得到了(le)美國奧鈦(tai)(tai)的(de)鈦(tai)(tai)酸鋰(li)電(dian)池(chi)生(sheng)產(chan)技(ji)(ji)術(shu)轉讓(rang)，并結合(he)自己多年來在(zai)聚合(he)物軟包動(dong)力電(dian)池(chi)生(sheng)產(chan)方面的(de)技(ji)(ji)術(shu)積累而獨居(ju)特色(se)。公司成(cheng)功(gong)地(di)突(tu)破了(le)脹(zhang)氣(qi)難題(ti)，已具備批量(liang)生(sheng)產(chan)大規格單體(ti)鈦(tai)(tai)酸鋰(li)電(dian)池(chi)的(de)技(ji)(ji)術(shu)及能力，電(dian)池(chi)容量(liang)達(da)到60Ah，累計出貨量(liang)為(wei)2000萬Ah。

該電(dian)池可以(yi)承受(shou)10C以(yi)上(shang)連續充放電(dian)，壽命達到(dao)2萬次以(yi)上(shang)，溫(wen)度范(fan)圍為-40～60℃，主要應用于快充大(da)巴和調頻的儲能電(dian)站。

鈦酸鋰電池技術開發難點及其發展方向

1.在中國發展鈦酸鋰電池技術的理由

鈦(tai)酸(suan)鋰(li)電池(chi)(chi)技術在我(wo)國各種儲能電池(chi)(chi)中(zhong)的競爭應該(gai)占有天時(shi)、地利、人和之優(you)勢。光(guang)就使(shi)用(yong)壽(shou)命而言(yan)，鈦(tai)酸(suan)鋰(li)電池(chi)(chi)超長(chang)的循環(huan)壽(shou)命遠勝于(yu)各類鉛酸(suan)電池(chi)(chi)；其效率(lv)、成(cheng)本及(ji)電化學(xue)性能更是優(you)于(yu)鈉硫與液流釩等電池(chi)(chi)體系。

鋰電(dian)產品(pin)(pin)歷(li)年來主要市(shi)場(chang)是便攜式(shi)(shi)電(dian)器如手機(ji)和手提電(dian)腦(nao)等。中國的手機(ji)與(yu)手提電(dian)腦(nao)的用量雖大，但(dan)大部(bu)分(fen)都不屬(shu)國內(nei)品(pin)(pin)牌。所(suo)以國內(nei)鋰電(dian)廠家在(zai)便攜式(shi)(shi)電(dian)器上的鋰電(dian)銷售能(neng)力輸(shu)于日韓產品(pin)(pin)。

然(ran)而，鈦酸鋰技(ji)術的適用(yong)市場卻是混合電動車、特殊(shu)工(gong)業(ye)應用(yong)及(ji)儲能應用(yong)如調(diao)頻(pin)及(ji)電網電壓支撐等(deng)。這些市場在全(quan)世界尚處于起(qi)步階(jie)段，誰執牛耳(er)尚未可知。鈦酸鋰技(ji)術有望成為這些市場中(zhong)的佼(jiao)佼(jiao)者(zhe)。

中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)人口基數占全世界約1/5。由于人口眾多，中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)的(de)電(dian)(dian)動(dong)車、儲(chu)(chu)能及(ji)工(gong)業應用市場(chang)是一個讓(rang)許多國(guo)(guo)家的(de)跨(kua)國(guo)(guo)公司所(suo)垂(chui)涎的(de)巨大市場(chang)。近年來(lai)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)政(zheng)府對電(dian)(dian)動(dong)車及(ji)儲(chu)(chu)能產業的(de)發展高(gao)度重視，各類國(guo)(guo)家鼓勵政(zheng)策紛紛出臺。中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)產的(de)鈦酸(suan)鋰電(dian)(dian)池系統(tong)在重慶及(ji)歐洲的(de)混(hun)合電(dian)(dian)動(dong)大巴、張北的(de)風光(guang)儲(chu)(chu)示范站及(ji)深圳寶清儲(chu)(chu)能電(dian)(dian)站已(yi)有了幾年的(de)商業化應用數據積累。

另外(wai)，我國(guo)鋰電(dian)(dian)產業鏈的(de)上下(xia)游早已成氣候，除了(le)(le)完備的(de)電(dian)(dian)池材料供應與設備制造(zao)能力之外(wai)，鋰電(dian)(dian)池產品(pin)的(de)生(sheng)產能力也與日、韓三分天(tian)下(xia)。這就使(shi)得我國(guo)的(de)鋰電(dian)(dian)生(sheng)產廠家從傳統鋰電(dian)(dian)生(sheng)產轉型到鈦(tai)酸(suan)鋰電(dian)(dian)池產品(pin)生(sheng)產具備了(le)(le)先天(tian)的(de)條(tiao)件。

我國在(zai)鈦酸鋰材料生(sheng)產(chan)方面早已有(you)了像四川興能、珠海(hai)銀(yin)(yin)隆、湖州微宏等(deng)既有(you)實力又(you)有(you)經(jing)驗的(de)企業(ye)。在(zai)鈦酸鋰電(dian)池生(sheng)產(chan)方面脫穎而出的(de)代表企業(ye)有(you)湖州微宏、珠海(hai)銀(yin)(yin)隆、深圳博(bo)磊(lei)達、天津捷(jie)威等(deng)。

這些企業都已經在國內外電動車及(ji)儲能市場(chang)初步建立(li)了(le)自己的(de)銷售渠道。尤其值得指(zhi)出的(de)是深圳(zhen)博(bo)磊達擁有從材料生(sheng)產到(dao)電池制(zhi)作及(ji)系統集成一(yi)系列專有技術(shu)與知(zhi)識產權(quan)，目(mu)前中國鋰電界尚屬(shu)少見的(de)擁有自主知(zhi)識產權(quan)的(de)生(sheng)產廠家(jia)。

2.鈦酸鋰材料、電池及電池組制作的瓶頸

既然鈦酸鋰電池技術有諸多(duo)其(qi)他鋰電無(wu)法比(bi)擬的優越(yue)性，那為何至今(jin)為止(zhi)在中國能(neng)源行業(ye)乃至世(shi)界能(neng)源領域應用(yong)寥寥呢？原因有以下3個(ge)方面：

①鈦酸鋰(li)(li)材料(liao)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)鈦酸鋰(li)(li)材料(liao)的生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)從原則上說并不(bu)復雜。但要用作鋰(li)(li)離子電(dian)(dian)池的負極(ji)材料(liao)，不(bu)但需要講究材料(liao)具有(you)合適(shi)的比表面積、粒(li)度、密(mi)度和電(dian)(dian)化學性(xing)能(neng)等，還必(bi)須能(neng)夠適(shi)應于(yu)大規模鋰(li)(li)電(dian)(dian)池的生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工藝。鈦酸鋰(li)(li)材料(liao)在(zai)很多傳統鋰(li)(li)電(dian)(dian)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線(xian)上無法正常生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)的原因之一(yi)就是材料(liao)的pH為11或12，吸濕(shi)性(xing)極(ji)強(qiang)。

②鈦酸(suan)(suan)鋰(li)電池制(zhi)作在事實上，將(jiang)常規(gui)鋰(li)離子電池生產(chan)(chan)線直接用來生產(chan)(chan)鈦酸(suan)(suan)鋰(li)電池產(chan)(chan)品(pin)并不像僅(jin)僅(jin)把石墨(mo)換成(cheng)鈦酸(suan)(suan)鋰(li)材(cai)料那樣(yang)簡(jian)單。因為(wei)鈦酸(suan)(suan)鋰(li)材(cai)料對濕度的(de)要(yao)求比(bi)常規(gui)鋰(li)離子電池生產(chan)(chan)要(yao)高得多。為(wei)了控(kong)制(zhi)濕度，有(you)些(xie)制(zhi)備(bei)工藝需要(yao)做相應(ying)的(de)調整以(yi)適(shi)應(ying)鈦酸(suan)(suan)鋰(li)電池產(chan)(chan)品(pin)生產(chan)(chan)的(de)特殊要(yao)求。另外(wai)，有(you)些(xie)生產(chan)(chan)設備(bei)也需要(yao)做相應(ying)的(de)改進。如果有(you)條件(jian)的(de)話，最好(hao)能專門為(wei)鈦酸(suan)(suan)鋰(li)電池產(chan)(chan)品(pin)重新設計(ji)一條結(jie)構緊湊、體積小巧、全封閉式(shi)的(de)自動化生產(chan)(chan)線。

③鈦(tai)酸(suan)鋰電池(chi)組(zu)與常規鋰離(li)子電池(chi)不同，目前國內外生(sheng)產的鈦(tai)酸(suan)鋰電池(chi)在成(cheng)組(zu)投入(ru)應用(yong)一段時期后常會看(kan)到軟包(bao)的單體電池(chi)內有微量的氣體產生(sheng)。這(zhe)些氣體與新鮮(xian)電池(chi)化成(cheng)時產生(sheng)的氣體不同。前者(zhe)能(neng)夠(gou)通過電池(chi)生(sheng)產工(gong)藝(yi)來去(qu)除。但后者(zhe)則是在電池(chi)使用(yong)過程中(zhong)產生(sheng)的，或者(zhe)說在目前的工(gong)藝(yi)條件(jian)下(xia)很難避免。

筆者認為(wei)(wei)，研(yan)究循環時氣體產生的(de)(de)化(hua)學反應(ying)機理(li)應(ying)該不(bu)(bu)失(shi)為(wei)(wei)一個很好的(de)(de)科(ke)研(yan)題目。另(ling)外，由于鈦酸鋰電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)的(de)(de)優越性之一是其高(gao)功率(lv)性能(neng)。雖然(ran)電(dian)池(chi)本身可以承(cheng)受大(da)電(dian)流(liu)(liu)充放電(dian)，但(dan)厚(hou)的(de)(de)單體電(dian)池(chi)仍然(ran)不(bu)(bu)適于高(gao)功率(lv)應(ying)用因為(wei)(wei)電(dian)池(chi)太厚(hou)會(hui)造(zao)成大(da)電(dian)流(liu)(liu)產生的(de)(de)熱量難以散發。所以對大(da)功率(lv)鈦酸鋰電(dian)池(chi)來說，尺(chi)寸大(da)而薄的(de)(de)軟包電(dian)池(chi)結構仍不(bu)(bu)失(shi)為(wei)(wei)一個合理(li)的(de)(de)選擇。

3.鈦酸鋰技術的今后發展方向

最后，在此(ci)有必要綜合概括一下(xia)鈦酸鋰材料作為鋰電負極的優(you)劣勢。

優勢：超(chao)高(gao)安(an)全性、超(chao)長壽命、高(gao)低溫工作范(fan)圍(wei)寬、高(gao)功率、低成本(ben)以及綠色環保。

劣(lie)勢：鈦(tai)酸鋰材(cai)料能(neng)量密度低、吸水(shui)性強，電(dian)池制作(zuo)的(de)環境要求高、生(sheng)產工(gong)藝要做(zuo)相應的(de)更(geng)新、新工(gong)藝需(xu)要投資必要的(de)設備(bei)與更(geng)高要求的(de)濕度控(kong)制、以及鈦(tai)酸鋰電(dian)池的(de)應用(yong)市(shi)場(chang)尚(shang)未充分打開。

結語

在當前中(zhong)國政府(fu)大力(li)倡導開發新能(neng)源及(ji)其相關產業(ye)的大環(huan)境下，如何推(tui)動鈦酸鋰(li)電池技術(shu)及(ji)其在電動車和儲能(neng)市(shi)場上的應用對(dui)中(zhong)國鈦酸鋰(li)電池產業(ye)而言(yan)是機不可失，時不再來(lai)。

對于國(guo)內的(de)(de)珠海銀(yin)隆、湖州微宏(hong)、深(shen)圳(zhen)博磊達、四川興能、深(shen)圳(zhen)貝特瑞等擁有一(yi)部分自(zi)主(zhu)知識產(chan)權(quan)的(de)(de)優(you)勢(shi)(shi)及(ji)銷售渠道的(de)(de)企業(ye)應該是得天獨厚的(de)(de)機會。很多人沒有意識到中國(guo)在鈦酸(suan)鋰技術方(fang)面的(de)(de)知識產(chan)權(quan)優(you)勢(shi)(shi)是目前以磷酸(suan)鐵鋰電池為主(zhu)的(de)(de)所(suo)謂“主(zhu)流化學”所(suo)不具備(bei)的(de)(de)。

開發高(gao)容量高(gao)電(dian)(dian)位(wei)正極材(cai)料(liao)以提(ti)高(gao)鈦酸鋰電(dian)(dian)池(chi)(chi)的能(neng)(neng)量密度(du)是趕超日韓的一步(bu)妙棋。當然，同(tong)時必須對整個鋰離(li)子電(dian)(dian)池(chi)(chi)化學體系進行(xing)研(yan)究，如高(gao)電(dian)(dian)位(wei)電(dian)(dian)解液(ye)和抗氧化隔膜等課題(ti)研(yan)究。中國(guo)鋰電(dian)(dian)行(xing)業開發鈦酸鋰電(dian)(dian)池(chi)(chi)技(ji)術的努力將會得到(dao)正在崛(jue)起的電(dian)(dian)動車、儲能(neng)(neng)及工(gong)業應用市場可(ke)觀(guan)的回報。