鉅大LARGE | 點擊量:1698次 | 2018年06月28日
鈦酸鋰電池——電動客車完美的動力源?
近日,“2017天津國際客運交通裝備與技術展覽會”在天津梅江會展中心舉行,各家企業(yè)展示的純電動客車成為展會上一道奪目的風景。人們在圍觀、體驗純電動客車各項性能的同時,關注的焦點不約而同指向了其核心部件——動力電池。
毫無疑問,電動客車的核心部件就是動力電池,它直接影響電動客車的整車性能,人們對電動客車的滿意或不滿意,幾乎總是圍繞著動力電池轉:電池是否安全、多久可以充滿、使用壽命如何等等,電動客車配什么類型電池,從未像今天這樣如此引人關注。
客車動力電池:安全重于一切
電動客車的安全問題,尤其是動力電池安全是客車產(chǎn)品的首要要求,該問題被高度重視是在新能源汽車“狂飆突進”后的2016年初,國家工信部裝備工業(yè)司司長張相木在電動汽車百人會上表示,因三元鋰電池產(chǎn)品用于客車的安全性開發(fā)和驗證還不夠,需對其做風險評估,暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應用推薦車型目錄。
安全應是動力電池的第一要義,三元“禁令”使狂熱的新能源汽車和動力電池企業(yè)冷靜下來,思考動力電池的發(fā)展方向。動力電池的安全性除了與BMS設計水平有關外,還與能量密度有密切關系,能量密度越高,安全風險則越大。由于三元鋰電池成組后的能量密度高達190Wh/kg,安全實驗顯示,從起火到爆燃,僅需幾秒鐘,載有數(shù)十人的電動客車如果發(fā)生爆燃,將不會給乘客留下逃生時間。
盡管從今年1月1日起,相關部門放開了對三元鋰電池在電動客車上的限制,但新申報《道路機動車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》(簡稱《公告》)的客車車型、新申請《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》(簡稱《推薦目錄》)的使用三元鋰電池的客車車型,應同時提交證明滿足《電動客車安全技術條件》的第三方檢測報告,即要確保安全。從2017年新申請的第293批、294批《公告》以及最新幾批《推薦目錄》來看,三元鋰電池要“上位”電動客車,還需邁過安全這道坎。
從技術原理看,三元等技術路線的電池,其碳電極在電池過充時,表面易析出金屬鋰,金屬鋰會刺穿隔膜,造成內(nèi)部電池短路,從而導致此類電池存在安全隱患。與碳負極材料相比,鈦酸鋰材料由于高電位而難以形成SEI膜,避免了電池過熱導致起火。即使在正常電壓范圍內(nèi),鈦酸鋰表面也難以生成鋰枝晶,這在很大程度上避免了在電池內(nèi)部造成短路的可能,因此,鈦酸鋰電池比其他鋰離子電池在安全性上有所提高。這就不難理解為什么在天津客車展上,配有鈦酸鋰電池的銀隆客車產(chǎn)品獲得了人們的青睞和認可??蛙噭恿﹄姵爻潆姡旱鹊没▋憾贾x了
充電太久也是電動客車用戶的一個頭疼問題,一般的磷酸鐵鋰電池客車,充滿電至少也要3-4小時,比如公交公司,僅晚上充電無法保障白天的行駛需求,因此需要購置大量的車輛來填補充電車輛的空缺,加上充電所需的人員以及對增加車輛的維護,對于運營類企業(yè),這是一個不小的成本。
如何破解充電太久這一難題?盡管主打磷酸鐵鋰技術路線的寧德時代曾放出消息稱,2017年底會推出一款“充電10分鐘,行駛300公里”的快充電池,但從其宣傳部門的謹慎言辭來看,磷酸鐵鋰、三元、錳酸鋰等恐都難當重任。
鈦酸鋰電池已經(jīng)給出答案。國內(nèi)致力于鈦酸鋰快充電池研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè),一般可做到15分鐘完成充電,銀隆鈦酸鋰電池更快,6分鐘即可完成充電。這意味著,司機師傅回到公交場站去趟洗手間的功夫就完成了充電,真正做到了“無需等待”,同時也為客車運營企業(yè)降低了運營成本。
從技術原理來看,快充技術其核心就是通過對化學體系的設計優(yōu)化,加速鋰離子在正負極間移動的速度。普通化學體系的電池,在快充時負極會出現(xiàn)副產(chǎn)物,影響電芯的循環(huán)和穩(wěn)定性,只能采用可承受快充大電流的負極材料來做到快充,鈦酸鋰能夠在大倍率下進行快速脫嵌鋰,可在短時間內(nèi)完成充放電。
客車動力電池:夢想終于照進了現(xiàn)實
一般技術路線的客車動力電池,除了安全問題和充電速度問題之外,其使用壽命和工作溫度范圍也是常被提起的問題。一般磷酸鐵鋰動力電池充放電循環(huán)在2500次到3000次左右,而銀隆鈦酸鋰電池則可以實現(xiàn)25000次充放電循環(huán),使用壽命可長達30年。而在工作溫度方面,一般電池在北方的冬季工作效果并不理想,銀隆鈦酸鋰電池耐寬溫,可在-50℃-+60℃范圍內(nèi)正常工作。
總之,以珠海銀隆為代表的鈦酸鋰電池具有體積小、重量輕、能量密度高、密封性能好、無泄漏、無記憶效應、自放電率低、充放電迅速、循環(huán)壽命超長、工作環(huán)境溫度范圍寬、安全穩(wěn)定和綠色環(huán)保等特點,它幾乎滿足了人們對電動客車動力電池的所有想象。曾經(jīng),我們關于電動客車動力電池那些美好的、看似很難實現(xiàn)的夢想,像一道光,終于開始照進實現(xiàn)。