¿Se convertirán las baterías de titanato de litio en una nueva fuerza en la tecnología de baterías automotrices de nueva energía?

Gracias al fuerte apoyo de Dong Mingzhu, la batería de titanato de litio se colocó de repente bajo el deslumbrante foco de atención. Desde el pasado, la mayoría de la gente no estaba familiarizada con la batería de titanato de litio "con halo añadido" a corto plazo, que se puede describir como "fuera del centro de atención". Sin embargo, las diferentes opiniones de la gente sobre las baterías de titanato de litio también han causado mucha controversia. El foco de la controversia es principalmente si "las baterías de titanato de litio se convertirán en la corriente principal de las baterías en el futuro".

El presidente de BYD, Wang Chuanfu, dijo una vez que aunque hay ciertos mercados en algunas áreas locales, especialmente bajo temperaturas extremadamente bajas, no es tan bueno como dicen algunas personas. También necesita "practicar habilidades internas"; Huangshilin, presidente de la era Ningde, también dijo a los periodistas que la densidad de energía de las baterías de titanato de litio es relativamente baja y no será demasiado común en el futuro.

Además, otras personas que tienen una opinión negativa dijeron que la tecnología de la batería de recarga rápida de carbono negativo se ha desarrollado rápidamente, la densidad de energía es alta y el costo es bajo. En el futuro, se convertirá en la tecnología de baterías convencional. Las baterías de titanato de litio "no tienen futuro".

Los defensores de las baterías de titanato de litio dicen que ninguna celda de energía es perfecta. La palabra "corriente principal" es solo un sombrero que ha sido retenido por los tiempos. No es un estándar para juzgar empresas. El mercado es la "piedra de toque". Darle a la nueva tecnología algo de tiempo y respeto, hablar con hechos, es la prueba de lo que está bien y lo que está mal.

Entonces, ¿qué es la controvertida batería de titanato de litio?

Más información sobre las baterías de titanato de litio

Según la interpretación de los expertos pertinentes, el titanato de litio en sí mismo no puede proporcionar fuentes de litio, por lo que solo se puede usar junto con materiales de electrodos que contengan litio. Cuando el titanato de litio es un electrodo positivo, el electrodo negativo solo puede ser un litio metálico o una aleación de litio. En este momento, el voltaje de la batería es de aproximadamente 1,5 V. El titanato de litio se puede utilizar como electrodo negativo y un material de electrodo positivo como LiCoO2 o LiMn2O4 para formar una batería con un voltaje de aproximadamente 3 V.

Aunque el titanato de litio se puede utilizar tanto como polo negativo como como polo positivo, debido a que el potencial de Li + / Li es de 1,5 V, no hay mucha investigación y aplicación como material de electrodo positivo. Por lo tanto, la batería de titanato de litio a la que nos referimos generalmente se refiere a una batería de litio o de almacenamiento de energía con titanato de litio como electrodo negativo.

¿Cuáles son las ventajas de las baterías de titanato de litio?

Como baterías de energía, las preocupaciones más importantes de los consumidores se centran principalmente en los cinco indicadores clave de seguridad, estabilidad, ciclo de vida, amplia resistencia a la temperatura, velocidad de carga y densidad de energía. En las condiciones técnicas actuales, solo las baterías con indicadores de rendimiento equilibrados pueden adaptarse al entorno operativo más amplio y, al mismo tiempo, garantizar la seguridad de los usuarios, reducir el costo de uso y aumentar la eficiencia de uso, convirtiéndose así en la corriente principal del mercado. . En comparación con las baterías de ácido de manganeso y litio tradicionales y las baterías de fosfato de hierro y litio, las baterías de titanato de litio tienen ventajas obvias en estos aspectos.

1, buena seguridad y estabilidad.

Una vez que el electrodo de carbono tradicional está lleno de litio, la superficie del electrodo es fácil de precipitar litio metálico, y su reacción con el electrolito producirá gas inflamable, lo que provocará riesgos de seguridad. El potencial del titanato de litio es mayor que el del litio metálico puro y no es fácil producir ramas de cristales de litio. El voltaje de descarga es estable y, por lo tanto, se mejora el rendimiento de seguridad de las baterías de litio. Se han realizado pruebas de terceros de baterías de titanato de litio y se encontró que bajo pruebas rigurosas como acupuntura, extrusión y cortocircuito, no hay humo, fuego ni explosión, y la seguridad es mucho mayor que la de otras baterías de litio. . Por lo tanto, también hay muchos expertos de la industria que creen que el titanato de litio es muy adecuado para su uso en áreas como las industrias militares que requieren una alta estabilidad de la batería.

La seguridad y estabilidad de los vehículos eléctricos es el indicador más importante de preocupación de los consumidores. No importa qué tan lejos sea el kilometraje, si no se resuelve el problema de seguridad, los consumidores solo conducirán un automóvil sin bomba de tiempo. Y el rendimiento de súper seguridad de las baterías de titanato de litio sin duda será favorecido por los consumidores.

2, el rendimiento de carga rápida es excelente.

En comparación con los materiales de los electrodos de carbono negativo, el titanato de litio tiene un coeficiente de difusión más alto de iones de litio y puede cargarse y descargarse a una velocidad mayor. Si bien acorta en gran medida el tiempo de carga, el impacto en el ciclo de vida es pequeño y la estabilidad térmica también es fuerte. Según la prueba, las baterías de titanato de litio desarrolladas con la última tecnología se pueden llenar en unos diez minutos, lo que supone un salto cualitativo con respecto a las baterías tradicionales.

El tiempo de carga demasiado largo ha sido un obstáculo difícil en el desarrollo de los vehículos eléctricos. En general, los autobuses eléctricos puros de carga lenta requieren un tiempo de carga de al menos 4 horas, y muchos vehículos de pasajeros eléctricos puros tienen un tiempo de carga de hasta 8 horas. La carga rápida de vehículos eléctricos es la tendencia en el futuro, y los consumidores no quieren perder demasiado tiempo esperando recargar este enlace.

3, ciclo de vida largo.

La vida útil del ciclo de la batería determina la rentabilidad de todo el vehículo de nueva energía, que es el principal punto de competencia después de que el vehículo de nueva energía esté fuera de la política de subsidios en el futuro. La extensión de la vida útil de la batería del automóvil permite a los consumidores pagarla y pagarla.

Otras baterías tradicionales de iones de litio, como las baterías de fosfato de hierro y litio, experimentarán una disminución significativa de la capacidad y una vida útil más corta durante el uso, lo que no solo afecta el uso normal de los usuarios, sino que también aumenta el costo de reemplazo de la batería. Es probable que esta mala experiencia de uso disuada a los consumidores de los vehículos eléctricos, lo que no favorece el desarrollo sostenible de la industria de vehículos de nueva energía. Las baterías de titanato de litio resuelven bien estos problemas.

Cuando la batería de titanato de litio se carga y descarga, la intercalación y desintercalación de iones de litio no provocan un cambio en la estructura cristalina del titanato de litio y, por lo tanto, tienen poco efecto sobre la estructura del material de titanato de litio. Por esta razón, el titanato de litio también se conoce como "material de deformación cero". La batería de titanato de litio es superior a la batería de fosfato de hierro y litio actual con "carga lenta hasta 5 años y carga rápida hasta 2 años". Según los datos de la prueba, el ciclo de vida medio de la batería es de 3.000 veces y la batería de titanato de litio se puede cargar y descargar por completo hasta 30.000 veces. Después de 10 años como batería de alimentación, se puede utilizar como batería de almacenamiento de energía. 20 años. Esto también significa que la batería de titanato de litio puede alcanzar el mismo ciclo de vida que el vehículo, y el usuario no necesita reemplazar la batería en el uso real y casi no aumenta el costo posterior.

4, la resistencia a la temperatura amplia es buena.

La estructura de espinela de las baterías de titanato de litio tiene canales de difusión de iones de litio tridimensionales, por lo que las baterías de titanato de litio funcionan muy bien a altas y bajas temperaturas. Los vehículos eléctricos generales tendrán problemas para cargar y descargar a menos 10 ° C. Las baterías de titanato de litio tienen una buena resistencia a la temperatura y una gran durabilidad. Normalmente se pueden cargar y descargar a menos 50 ° C a cero a 60 ° C, ya sea en el norte helado o en el sur cálido. Los vehículos no se verán afectados por el "choque" de la batería y eliminarán las preocupaciones del usuario.

Estas ventajas de las baterías de titanato de litio pueden ahorrar en gran medida la construcción del sitio y los costos de personal de las estaciones de carga, y son más adecuadas para la promoción y aplicación del transporte público. El sistema de transporte público es el "principal campo de batalla" para la promoción y aplicación de vehículos de pasajeros de nueva energía en China. Los comentarios del mercado del transporte público, que actualmente tiene la mayor proporción de vehículos de nueva energía, muestran que el método de carga rápida es más adecuado para las necesidades reales del mercado actual del transporte público. Una empresa de transporte público en Handan, provincia de Hebei, ha estado operando un nuevo autobús de energía utilizando baterías de titanato de litio durante más de dos años. La persona relevante a cargo del autobús es: "Se puede llenar un automóvil en 6-10 minutos y se puede llenar el espacio entre el turno del conductor y el descanso. Bien".

La "deficiencia de belleza" de la batería de titanato de litio

Las baterías de titanato de litio tienen ventajas obvias y sus desventajas también son obvias. Por ejemplo, la densidad de energía es relativamente baja y la resistencia es débil. Después de la prueba, el titanato de litio tiene una capacidad en gramos de 160-170 mAh / g, solo la mitad del material de electrodo negativo de grafito tradicional y un potencial de litio de 1,5 V, que perderá enormemente la densidad de energía.

Las baterías de litio se recargan y recargan con iones de litio. Las baterías de litio en diferentes sistemas de baterías consumen el mismo elemento de litio por hora. Por lo tanto, cuanto mayor sea la densidad de energía del sistema de batería, mayor será la tasa de utilización de las baterías de litio y titanato de litio. La densidad de energía es menos de la mitad de la batería de fosfato de hierro y litio. La tasa de utilización del litio también es menos de la mitad que la de las baterías de fosfato de hierro y litio, lo que no solo causa un grave desperdicio de recursos de litio, sino que también genera un alto costo de las baterías de titanato de litio. Además, el costo del titanio es alto y problemas como el proceso de titanato de litio también deben resolverse con urgencia. En la actualidad, el costo de la batería de titanato de litio triple es aproximadamente 2-3 veces mayor que el de la batería de grafito triple. El alto costo limita la cantidad de batería de titanato de litio instalada, que es la placa corta objetivo de la ruta técnica.

Estado de desarrollo de la batería de litio y titanio

Aunque todavía existen algunas deficiencias en las baterías de titanato de litio, sus importantes ventajas en cuanto a rendimiento de seguridad, carga y descarga y ciclo de vida apuntan al dolor de otros tipos de celdas de energía en el mercado actual. En la actualidad, las empresas nacionales dedicadas al desarrollo de baterías de titanato de litio tienen dragones de plata, micro-macro energía, etc. Con el aumento de la investigación y el desarrollo de titanato de litio por parte de estas empresas, también se irán superando gradualmente algunas dificultades técnicas.

Se entiende que Yinlong, que ha dominado la tecnología de núcleo de litio-titanato, ha desarrollado una densidad de alta energía de la batería de litio-titanato de cuarta generación, que tiene una disminución de coste de 40 <UNK> en comparación con la tercera generación, y una aumento de la densidad de energía de 60 <UNK>. Yinlong también domina la tecnología central de la investigación y el desarrollo de hidrógeno y titanio, que resolverá eficazmente el problema de la densidad de energía de la batería. En la actualidad, Yinlong no solo ha logrado la operación exitosa de productos en más de 30 ciudades en Beijing, Shijiazhuang, Handan y Zhuhai. También entró con éxito en mercados extranjeros como Estados Unidos, Alemania y Francia. En 2015, Yinlong vendió casi 7.000 pedidos durante todo el año. Se entiende que en el futuro, Yinlong también resolverá el problema del corto kilometraje de los vehículos de nueva energía mediante la combinación de baterías de titanato de litio y pilas de combustible.

Durante muchos años, Micro-Power se ha centrado en la investigación y el desarrollo de materiales centrales para baterías de iones de litio y el desarrollo de baterías de titanato de litio como su principal dirección estratégica. En 2011, Micro-Power invirtió en la primera línea de autobuses de carga rápida en China, logrando ventas anuales de 1.500 millones de yuanes en 2015. Después de años de investigación, Micro-Power seleccionó un compuesto de carbono poroso de titanato de litio que puede soportar altas corrientes y tiene una estructura de espinela como material de electrodo negativo. En 2013, se lanzó la batería de litio LpCO de batería de carga rápida de segunda generación para evitar la rapidez. La corriente de alta potencia es una amenaza para la seguridad de la batería, combinada con electrolito sin combustión, tecnología de diafragma de alta porosidad y alta permeabilidad y tecnología de fluido térmico inteligente STL para mejorar la seguridad de la carga. El 9 de junio de 2016, en la ceremonia de entrega de premios del “Premio a la innovación empresarial en transformación” celebrada por Financial Times, Micro-Power ganó el “Premio al logro de la innovación en la transformación de la ciudad con bajas emisiones de carbono” y el “Premio a la excelencia empresarial en la innovación en transformación”. Se convirtió en la única empresa china seleccionada para la ceremonia.

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Aunque el debate del mundo exterior sobre las baterías de titanato de litio aún no se ha detenido, la controversia no es mala. Dejemos que las diferentes voces se expresen plenamente y la verdad se volverá cada vez más clara. Aunque la controversia sobre las baterías de titanato de litio afectará en cierta medida al mercado y a la confianza del consumidor en las baterías de titanato de litio, también puede afectar las decisiones de inversión, pero a partir de las cinco ventajas principales de las baterías de titanato de litio, la futura tecnología de baterías de titanato de litio continúa. Además de la experiencia operativa de empresas como Yinlong y Micro-Power en automóviles de soporte de titanato de litio, se puede juzgar que las baterías de titanato de litio pueden convertirse en una "fuerza viva" de la tecnología de baterías automotrices de nueva energía en el futuro.

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