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从冻不坏的纯电动汽车,谈“抗冻战士”钛酸锂电池
2018年02月07日 发布 分类:行业要闻 点击量:3329
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  最近冷空气源源不断地袭来,全国上下到处都充斥着“冻死狗”的自嘲声。此时在北方的部分地区,就可能会有一些尴尬的事情发生——比如说,当你想钻进电动车里取个暖出个门时,却发现……你的爱车,也“歇菜”了。

 

没车代步,只好公交。作为城市交通枢纽的重要部分,公交汽车必定不能轻易罢工,否则对市民造成的影响实在不可估量。因此在冬季严寒的北方城市,选择新能源公交时就要多加留神,免得“死火”。

 

对于纯电动公交车的抗寒能力,可从向来有“冰雪之都”美称的哈尔滨中了解一番。在当地,采用的新能源电动公交有两种类型,一是磷酸铁锂石墨负极)电动车,二是钛酸锂电动车,后者是加入不久的新力军。

 

关于两款公交的冬季运作性能差异,在岗位上勤勤恳恳工作的公交师傅最有发言权,“在冬天,磷酸铁锂车都需要从凌晨4点就开始预热,一个多小时后车辆才能启动。钛酸锂车通上电就能走,抗寒能力特别好,不需要预热。我们到站休息的时间,十来分钟,就把电充满了,特别方便。”

 

哈尔滨的83路公交车

 

为什么钛酸锂电池如此抗寒呢?

长久以来,电池负极一直都是石墨统治的天下。钛酸锂作为从上世纪90年代开始受重视的新型锂离子电池的负极材料,可与锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等正极材料组成2.4V或1.9V的锂离子二次电池(此外,它还可以用作正极,与金属锂或锂合金负极组成1.5V的锂二次电池)。

 

当钛酸锂用作负极时,由于它具有尖晶石结构所特有的三维锂离子扩散通道,锂离子在镶嵌及脱嵌的过程中晶体结构能够保持高度的稳定性,晶格常数变化很小(体积变化<1%),极大地延长了钛酸锂电池的循环寿命,具有功率特性优异和高低温性能佳等优点。除此之外,钛酸锂电池还是目前全世界最安全的化学电池类型,合格电池使用中没有一例爆炸、起火的案例发生。

 

与之相比,客车上运用得最多的以石墨为负极材料的磷酸铁锂电池,在低温环境下会出现:①电池容量降低;②石墨嵌锂速度降低,容易在负极表面析出金属锂,可能形成锂枝晶影响电池安全;③电解液黏度增加,锂离子迁移阻抗增大等问题。

 

无法忽视的缺陷

既然有优势,必然也有缺陷。首先是它的电池能量密度,在追求轻量化的当下,人们都希望在保证电池安全性的前提下,尽量提高电池的能量密度以减小电池组的重量。但钛酸锂电池的能量密度远不及石墨负极电池,导致它的重量体积相当伤不起;二是成本,钛酸锂技术还没有被广泛使用,市场尚未拓展开,成本偏高;三是充电设备的不足,由于钛酸锂电量较少,充电时间短,为了保证钛酸锂电池的正常运作,需要有大量的充电设施来满足它的充电需求。

 

当然,也有人说钛酸锂电池就是鸡肋,在大多数环境下有很多综合性能比它更好的替代品。但是每种电池都会有自己的优势和缺陷,既不能单纯放大优势,也不能过分强调缺陷,没有哪一种电池敢打包票自己就是最强的。若以一句俗话来说,那就是“合适的,就是最好的”。

 

车用无线充电技术

 

目前钛酸锂电池技术在新能源汽车运用并不广泛,有许多原因,但未来会发生什么,十分难说。行内人士关于钛酸锂电池的前景也有许多大胆的猜测,其中之一就是寄希望于未来的无线充电技术发展——若是能实现随停随充(如红绿灯路口),那么钛酸锂寿命长循环次数大充电快等优势就能被充分地发挥出来,最起码,城市对于它来说将会是一片沃土。相信在未来,钛酸锂电池还是有希望成为新能源汽车电池技术的一股“有生力量”。

 

粉体圈 河西


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