雖然鈦酸鋰技術(shù)應(yīng)用于電動(dòng)車(chē)和儲(chǔ)能領(lǐng)域的可行性已經(jīng)在市場(chǎng)上得到了印證，鈦酸鋰電池在倍率、高溫、低溫、循環(huán)壽命、安全性等電池性能指標(biāo)也得到了行業(yè)認(rèn)可。但當(dāng)新科技、新觀(guān)點(diǎn)、新事物的出現(xiàn)時(shí)，總會(huì)引來(lái)一定的質(zhì)疑，鈦酸鋰電池市場(chǎng)應(yīng)用前景到底如何?下面記者通過(guò)專(zhuān)家論證后對(duì)鈦酸鋰材料進(jìn)行解析。

對(duì)比其他鋰離子電池，鈦酸鋰電池市場(chǎng)前景廣闊

發(fā)現(xiàn)1、慢充純電動(dòng)客車(chē)存在電池過(guò)重現(xiàn)象

目前市場(chǎng)上主流的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池，其正極材料為磷酸亞鐵鋰，理論比容量為170mAh/g，實(shí)際可逆容量為120~140mAh/g，與石墨搭配制成電池的額定電壓為3.2V。因?yàn)槠浼夹g(shù)門(mén)檻相對(duì)較低，目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠(chǎng)家都會(huì)首選其作為其核心動(dòng)力電池產(chǎn)品，而大多數(shù)廠(chǎng)家生產(chǎn)的磷酸鐵鋰單體電池能量密度是在120Wh/kg左右。

但隨著2017年國(guó)家關(guān)于新能源汽車(chē)的最新補(bǔ)貼政策對(duì)能量型電池的能量密度提出了明確要求，技術(shù)門(mén)檻讓國(guó)內(nèi)很多磷酸鐵鋰電池廠(chǎng)直接停產(chǎn)了。同時(shí)新政除了對(duì)能量密度有要求外，裝載能量型電池的行駛里程不得低于250km，即使按磷酸鐵鋰系統(tǒng)120Wh/kg的上限計(jì)算，裝車(chē)電池的重量為2.5~3噸，可能會(huì)形成“小馬拉大車(chē)”的客觀(guān)現(xiàn)象，嚴(yán)重影響整車(chē)的能源使用效率，耗能?chē)?yán)重。

發(fā)現(xiàn)2、其他鋰離子電池仍然難以突破能量密度瓶頸(在不犧牲安全性、循環(huán)使用壽命的前提下)

至于如何突破電池能量密度200Wh/kg的目標(biāo)，最有可能實(shí)現(xiàn)的是使用硅炭作為負(fù)極，但這種新材料受限于循環(huán)壽命不佳，離實(shí)際應(yīng)用于動(dòng)力電池還有不小的距離。

而據(jù)行業(yè)專(zhuān)家表示，即使使用硅炭作為負(fù)極，能量密度達(dá)到200Wh/kg，無(wú)非也就達(dá)到目前三元電池的能量密度水平，而目前特斯拉使用這種能量密度水平的電池，也沒(méi)法解決純電動(dòng)汽車(chē)的行駛里程焦慮問(wèn)題，更不用說(shuō)循環(huán)使用壽命短，電池容量衰減快的硅炭負(fù)極的磷酸鐵鋰電池了。

與磷酸鐵鋰電池類(lèi)似，三元?jiǎng)恿﹄姵赜糜陔妱?dòng)車(chē)走的也是所謂能量密度路線(xiàn)，由于三元材料是在鈷酸鋰等層狀金屬氧化物正極材料的基礎(chǔ)上衍生出來(lái)的，所以其電化學(xué)性質(zhì)和鈷酸鋰十分接近，只是安全性略好于鈷酸鋰。雖然其電池能量密度較高，但由于與石墨這種更不穩(wěn)定的負(fù)極材料搭配，其安全性一直飽受質(zhì)疑，目前已經(jīng)發(fā)生了幾起嚴(yán)重的安全事故。所以三元鋰電池目前主要應(yīng)用于小型乘用車(chē)，國(guó)家對(duì)于其在公共交通領(lǐng)域的應(yīng)用還十分謹(jǐn)慎。另外，磷酸鐵鋰和三元鋰電池都比較適合慢充，需要建設(shè)大量配套的充電設(shè)施，投資和建設(shè)成本很高，特別是對(duì)于城市用地比較緊張的地區(qū)受到的限制會(huì)更多。

發(fā)現(xiàn)3、實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，慢充純電動(dòng)客車(chē)運(yùn)營(yíng)成本高

以公交公司為例，大部分純電動(dòng)客車(chē)行駛里程一般不超過(guò)200km。而一般公交車(chē)的日均行駛里程都在200km以上，所以充一次電跑一天基本上都無(wú)法實(shí)現(xiàn)，需要在進(jìn)站的間隙快速補(bǔ)電，隨著電池容量的衰減，補(bǔ)電的頻率會(huì)顯著增加。所以，磷酸鐵鋰純電動(dòng)公交車(chē)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中也需要大電流充電設(shè)備。同時(shí)，由于磷酸鐵鋰電池的充電倍率限制，為了保證行駛里程，快速補(bǔ)電時(shí)間不能太短。這對(duì)于一些發(fā)車(chē)間隔比較短的線(xiàn)路就需要配備更多的車(chē)輛來(lái)滿(mǎn)足運(yùn)營(yíng)需要，這無(wú)形中也增加了運(yùn)營(yíng)成本。至于每臺(tái)車(chē)每晚的慢充需要配備的充電樁、值班人員等一系列維護(hù)成本也不低。所以，雖然磷酸鐵鋰純電動(dòng)公交車(chē)在一次購(gòu)車(chē)成本方面略占優(yōu)勢(shì)，但實(shí)際運(yùn)營(yíng)成本和效果并一定很理想。慢充對(duì)于運(yùn)營(yíng)成本的浪費(fèi)也是需要考慮的。

結(jié)論：從國(guó)情出發(fā)，鈦酸鋰電池具備市場(chǎng)應(yīng)用前景

從循環(huán)使用壽命、高安全等領(lǐng)域來(lái)看，鈦酸鋰電池具備材料的先天優(yōu)勢(shì)，從而適應(yīng)了國(guó)情發(fā)展，在電動(dòng)車(chē)的充電時(shí)間、續(xù)駛里程、安全性能等問(wèn)題上，解決了大部分中國(guó)公交企業(yè)的需求，實(shí)現(xiàn)了壽命和運(yùn)營(yíng)效率等各項(xiàng)指標(biāo)必須與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)競(jìng)爭(zhēng)的先決條件，這不得不說(shuō)是鋰電池領(lǐng)域的一大突破，對(duì)完善整個(gè)鋰電池應(yīng)用體系有著重要影響。

據(jù)悉，與磷酸鐵鋰和三元鋰電池不同，在電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域，鈦酸鋰電池充分利用其特性，走的是快充路線(xiàn)，即在6分鐘或更短時(shí)間內(nèi)充滿(mǎn)電后即可正常行駛。所以它非常適用于高使用頻率的運(yùn)營(yíng)車(chē)輛。

快充可以提高充電樁的使用效率，最大限度節(jié)約充電場(chǎng)站的建設(shè)用地和成本，在寸土寸金的城市區(qū)域，更顯難能可貴，隨著國(guó)家城市化進(jìn)展，鈦酸鋰電池的研發(fā)在行業(yè)是極具前瞻戰(zhàn)略意義的。鈦酸鋰電池純電動(dòng)公交車(chē)主要應(yīng)用鈦酸鋰電池在快充、長(zhǎng)壽命、耐高低溫、高安全等方面的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)燃油車(chē)1：1的替換，充電樁可以采用5：1，即5輛車(chē)配1個(gè)充電樁的模式進(jìn)行運(yùn)營(yíng)，大大降低了充電樁的建設(shè)和車(chē)輛運(yùn)營(yíng)成本。

鈦酸鋰電池的長(zhǎng)壽命和優(yōu)異的高低溫性能也保證了運(yùn)營(yíng)車(chē)輛的穩(wěn)定性。至于實(shí)際運(yùn)營(yíng)效果，就以全世界最大公交運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)——北京公交為例。眾所周知，北京人口眾多，北京公交的運(yùn)營(yíng)壓力巨大，每條線(xiàn)路高峰期的發(fā)車(chē)間隔只有幾分鐘。早在2008年北京奧運(yùn)會(huì)就開(kāi)始使用純電動(dòng)公交車(chē)，嘗試過(guò)慢充、換電等多種運(yùn)營(yíng)模式，也使用過(guò)包括錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元電池在內(nèi)的多種動(dòng)力鋰電池，都因?yàn)椴环蠈?shí)際需求而最后棄用。最后經(jīng)過(guò)127個(gè)專(zhuān)家長(zhǎng)時(shí)間討論，選擇了銀隆新能源，而銀隆純電動(dòng)客車(chē)能進(jìn)入北京公交無(wú)疑證明了鈦酸鋰電池的優(yōu)越性，是符合新能源公交發(fā)展規(guī)律的，也是尊重市場(chǎng)規(guī)律的選擇。

綜上所述，其實(shí)某種技術(shù)是不是適合于某一領(lǐng)域的應(yīng)用，并不單單是一兩個(gè)簡(jiǎn)單的技術(shù)指標(biāo)所決定的，更多的是要看其實(shí)際應(yīng)用效果和客戶(hù)的認(rèn)可程度。隨著鈦酸鋰電池生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，結(jié)合未來(lái)風(fēng)光儲(chǔ)能等設(shè)施的建設(shè)，再配合銀隆特有的商務(wù)模式，鈦酸鋰電池純電動(dòng)公交車(chē)是最有可能率先擺脫財(cái)政補(bǔ)貼的新能源車(chē)型之一。

鋰電池多技術(shù)路線(xiàn)發(fā)展有利于行業(yè)發(fā)展

鈦酸鋰電池目前的能量密度偏低，一方面是由于鈦酸鋰材料本身的固有性質(zhì)所形成的，另一方面也是因?yàn)槭褂靡?guī)模不及磷酸鐵鋰，導(dǎo)致研發(fā)力度不足。

但正如前文所述，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池同樣也有能量密度限制，按現(xiàn)在已經(jīng)大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的石墨負(fù)極來(lái)計(jì)算，其單體電池能量密度上限分別約為150Wh/kg和230Wh/kg，如果想要實(shí)現(xiàn)突破就必須有新的高容量負(fù)極材料出現(xiàn)。而鈦酸鋰材料要想實(shí)現(xiàn)能量密度的突破就要尋找一種更高容量的正極材料。

其實(shí)這兩者殊道同歸，都為突破鋰電池領(lǐng)域的瓶頸，只是在發(fā)展方向上，因?yàn)椴牧系牟煌杂胁煌T了。而目前以珠海銀隆為代表的鈦酸鋰電池企業(yè)建成世界第一的鈦酸鋰材料和電池生產(chǎn)基地，隨著產(chǎn)業(yè)化的整體提升，成本將得到進(jìn)一步降低，隨著產(chǎn)業(yè)應(yīng)用率的上升，同樣有望在科研領(lǐng)域取得突破。

鈦酸鋰材料同樣適用于儲(chǔ)能領(lǐng)域，根據(jù)調(diào)查，由銀隆新能源參與的深圳寶清儲(chǔ)能電站示范工程，是我國(guó)第一個(gè)兆瓦級(jí)電池儲(chǔ)能站，也是世界上首個(gè)10千伏無(wú)變壓器直掛電網(wǎng)的電池儲(chǔ)能站。就像一個(gè)超級(jí)充電器，是由鈦酸鋰單體蓄電池組成的快速充放電系統(tǒng)，對(duì)電網(wǎng)起到平滑間歇性電源功率波動(dòng)、減小負(fù)荷峰谷差、增加備用容量3大作用。實(shí)現(xiàn)了四級(jí)均衡體系，已經(jīng)被證實(shí)具有極大的市場(chǎng)應(yīng)用空間。

對(duì)于儲(chǔ)能領(lǐng)域，首先需要明確的是峰谷電價(jià)差只是儲(chǔ)能應(yīng)用的初級(jí)部分，而且規(guī)模不同對(duì)于使用年限的要求也有很大差異。對(duì)于電力儲(chǔ)能而言，最小規(guī)模的都以MW計(jì)算，相當(dāng)于上百臺(tái)車(chē)的數(shù)量級(jí)。這種級(jí)別的儲(chǔ)能站建設(shè)周期都比較長(zhǎng)，投資巨大，一般最低使用年限都要求在15年以上，所以長(zhǎng)壽命是應(yīng)用于電力儲(chǔ)能的電池產(chǎn)品所必須的。在這方面，磷酸鐵鋰和鈦酸鋰電池都具有一定的優(yōu)勢(shì)。

另外，電力儲(chǔ)能還有很大一部分功能是用來(lái)調(diào)頻的，即平滑電網(wǎng)中的電壓波動(dòng)頻率，保證電網(wǎng)中的電能質(zhì)量。其主要應(yīng)用就是對(duì)于風(fēng)光儲(chǔ)等波動(dòng)較大的發(fā)電源提供并網(wǎng)服務(wù)，保證整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定，使原本對(duì)于電網(wǎng)沖擊很大的垃圾綠色能源真正實(shí)現(xiàn)其價(jià)值。在這方面，要求電池具備5C以上的快速充放電能力，所以鈦酸鋰電池的快速充放電、長(zhǎng)壽命優(yōu)勢(shì)就更為凸顯，在這一領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更大。美國(guó)奧鈦納米技術(shù)公司原本的主要業(yè)務(wù)就有針對(duì)這部分應(yīng)用需求的，其在A(yíng)ES和夏威夷的應(yīng)用都屬此類(lèi)。由于美國(guó)是存在調(diào)頻電價(jià)，所以這一業(yè)務(wù)和調(diào)峰應(yīng)用一樣也是有盈利的。雖然目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)暫時(shí)還沒(méi)有出臺(tái)調(diào)頻電價(jià)，但相信隨著國(guó)家的發(fā)展，對(duì)于高質(zhì)量電能需求也會(huì)逐漸增加，這部分應(yīng)用也會(huì)成為重要的儲(chǔ)能發(fā)展方向之一。

其實(shí)，在每個(gè)行業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展之時(shí)，都會(huì)引發(fā)社會(huì)的高度關(guān)注隨之也會(huì)存在大量的觀(guān)點(diǎn)學(xué)說(shuō)，而鋰電池行業(yè)正處于百家爭(zhēng)鳴的現(xiàn)狀，并且具有朝陽(yáng)的發(fā)展姿態(tài)，社會(huì)應(yīng)該給予更多的支持與寬容，塑造良好的行業(yè)環(huán)境。

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