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【中國(guó)智能制造網(wǎng) 技術(shù)前沿】說(shuō)到銀隆新能源的核心競(jìng)爭(zhēng)力，鈦酸鋰電池是核心中的核心。實(shí)際上，這種動(dòng)力電池的負(fù)極材料從不被外界廣泛知曉，到如今被冠以“銀隆鈦”這一響亮名稱，僅僅用了1年時(shí)間。對(duì)于這該公司和其技術(shù)的發(fā)展前景，董明珠給予了高度評(píng)價(jià)：“鈦酸鋰電池和銀隆是被埋在沙子里的金子。如果全中國(guó)都用銀隆新能源電池，霧霾天氣能少一半。”
【干貨】鈦酸鋰電池循環(huán)次數(shù)達(dá)2.5萬(wàn)次，擁有諸多優(yōu)勢(shì)
而相比石墨、合金與硅碳復(fù)合材料，鈦酸鋰擁有諸多優(yōu)勢(shì)：
首先，鈦酸鋰電池?fù)碛懈L(zhǎng)的使用壽命。在充放電的過(guò)程中鋰離子在嵌入和脫嵌的過(guò)程中對(duì)鈦酸鋰材料的機(jī)構(gòu)幾乎沒(méi)有影響，這種現(xiàn)象被稱為“零應(yīng)變材料”。這種特性大幅提升了電極性能并減少了電池比容量的大幅衰減，從而延長(zhǎng)了電池壽命。有研究數(shù)據(jù)表明，鈦酸鋰電池在循環(huán)充放電2.5萬(wàn)次后，剩余電池容量依舊超過(guò)80%，遠(yuǎn)高于當(dāng)前的三元電池與磷酸鐵鋰電池。
其次，鈦酸鋰電池的安全性更高，低溫環(huán)境下表現(xiàn)更加穩(wěn)定。由于其材料化學(xué)特性，正常電壓范圍內(nèi)，鈦酸鋰表面難以形成鋰結(jié)晶，避免了鋰結(jié)晶在電池內(nèi)部造成短路的可能。這就降低了電池?zé)崾Э仫L(fēng)險(xiǎn)，讓鈦酸鋰電池?fù)碛懈玫哪透邷貙傩裕粫?huì)輕易爆炸。同時(shí)，該類型的電池在低溫環(huán)境下也擁有更好的表現(xiàn)。即使在零下40攝氏度的環(huán)境下，鈦酸鋰電池也可以釋放60%以上的容量。
后，鈦酸鋰電池的充放電速度更快。該材料的化學(xué)擴(kuò)散系數(shù)比碳負(fù)極高一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此具備更快和更多的循環(huán)充放電能力。如今的銀隆新能源客車，接入大電流快充充電樁后可以在5分鐘內(nèi)充滿90%以上的容量。
能量密度與運(yùn)營(yíng)成本成為大短板
盡管鈦酸鋰相比其他負(fù)極材料擁有明顯的優(yōu)勢(shì)，但其短板也十分突出。中國(guó)工程院院士、英國(guó)工程院院士陳清泉就曾指出，鈦酸鋰能量密度低和成本高是其致命的缺點(diǎn)。
從材料結(jié)構(gòu)看，鈦酸鋰的比容量?jī)H為170mAh/g，遠(yuǎn)低于石墨負(fù)極的300mAh/g。因此，搭載了同等質(zhì)量動(dòng)力電池的新能源汽車，采用鈦酸鋰作為負(fù)極的續(xù)駛里程只有另一輛車的一半左右。
價(jià)格因素也成為了阻擋鈦酸鋰電池大規(guī)模應(yīng)用的攔路虎。相比石墨材料2-6萬(wàn)元每噸的售價(jià)，鈦酸鋰的售價(jià)高達(dá)13-15萬(wàn)元每噸。
因此，當(dāng)前鈦酸鋰電池僅能在售價(jià)較高的大客車上使用。實(shí)際上，銀隆新能源目前的主力車型均為6米以上的商用客車。
但從商運(yùn)營(yíng)的角度來(lái)看，相比搭載了三元電池或磷酸鐵鋰電池的新能源客車，銀隆新能源的產(chǎn)品的運(yùn)營(yíng)成本要高出不少。曾在國(guó)家電網(wǎng)從事能源研究的專家張明(化名)告訴億歐汽車，當(dāng)前新能源公交車的主要盈利點(diǎn)在于利用峰谷電差價(jià)對(duì)車輛進(jìn)行充電，而這是采用了鈦酸鋰電池作為能源的新能源客車無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
“一二線城市的普通電動(dòng)公交車每天平均行駛里程會(huì)在200公里左右，目前大部分新能源客車均能滿足。”張明說(shuō)道，“但為了盡可能降低出廠時(shí)的售價(jià)，銀隆新能源的產(chǎn)品會(huì)減少動(dòng)力電池的搭載，縮減續(xù)駛里程。”在他看來(lái)，盡管銀隆新能源的客車可以利用司機(jī)休息時(shí)間快速充電，但這也致使車隊(duì)無(wú)法享受峰谷電價(jià)的優(yōu)勢(shì)。“白天與夜間的電價(jià)差基本在5毛錢左右，這對(duì)于具有規(guī)模效應(yīng)的公交公司來(lái)說(shuō)是一筆不小的成本。”
2．5萬(wàn)次循環(huán)壽命：屠龍之技？
在過(guò)去不少的宣傳活動(dòng)中，鈦酸鋰電池高達(dá)2.5萬(wàn)次的電池循環(huán)壽命被認(rèn)為是銀隆致命的殺手锏。董明珠不止一次放言稱，超高的循環(huán)次數(shù)可以讓車主安心把銀隆的車用到報(bào)廢。
但是，這種性能放在新能源公交車的使用場(chǎng)景下，疑似屬于一種過(guò)度設(shè)計(jì)。假設(shè)銀隆新能源的大客車每日的充放電次數(shù)高達(dá)4次，那么其一年的電池循環(huán)次數(shù)也就剛達(dá)到1300次，那么2.5萬(wàn)次的循環(huán)壽命夠其用20年。當(dāng)前，大客車的置換周期為6-8年左右，一輛銀隆新能源客車的鈦酸鋰電池在其整車生命周期中根本用不完，只能在車輛報(bào)廢后另行處理。
高到這種程度的循環(huán)壽命，車主真的需要嗎？
而即使在儲(chǔ)能領(lǐng)域，鈦酸鋰電池的市場(chǎng)前景也不容樂(lè)觀。張明告訴億歐汽車，電網(wǎng)的峰谷調(diào)蓄對(duì)電池的快充快放要求并不高，常規(guī)的鋰電池都能滿足，而鈦酸鋰電池更多是滿足電網(wǎng)的應(yīng)急調(diào)蓄需求。“這部分需求所占的市場(chǎng)份額不會(huì)超過(guò)5%，總量上來(lái)看是很低的。”
此外，儲(chǔ)能電池的單位時(shí)間內(nèi)重放循環(huán)次數(shù)更低，2.5萬(wàn)次的循環(huán)壽命足夠電池使用幾十年的時(shí)間。但張明表示，儲(chǔ)能單元之間的連接件等配件壽命沒(méi)有這么長(zhǎng)，在整個(gè)儲(chǔ)能單元的生命周期中還要進(jìn)行更換。這其中的工序復(fù)雜，成本也不低。
由此可見(jiàn)，銀隆的鈦酸鋰技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也是其實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的大阻礙。董明珠對(duì)于銀隆和鈦酸鋰電池的看好，也許有其背后的合理因素。但從現(xiàn)有的技術(shù)與運(yùn)營(yíng)模式上來(lái)看，這條路的前景實(shí)在稱不上光明。
(原標(biāo)題：【干貨】鈦酸鋰電池循環(huán)次數(shù)達(dá)2.5萬(wàn)次，擁有諸多優(yōu)勢(shì))
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