“清潔低碳”時代鈦酸鋰有望引領(lǐng)儲能發(fā)展

鉅大LARGE | 點擊量：484次 | 2019年06月15日

根據(jù)對相關(guān)行業(yè)發(fā)展前景的分析，鈦酸鋰技術(shù)有望引領(lǐng)儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。鈦酸鋰穩(wěn)定性高、壽命周期長，性能較優(yōu)于傳統(tǒng)的鋰離子電池，使得它在儲能的應用場景，具有其獨特的優(yōu)勢，比較適合用于大型儲能，被業(yè)界稱為“最具應用前景的儲能電池之一”。

試驗表明，鈦酸鋰的一大優(yōu)點就是安全。碳材料、合金材料作為負極的劣勢恰恰是鈦酸鋰的優(yōu)勢。相關(guān)研究表明，鈦酸鋰材料負極能吸收正極發(fā)生分解反應釋放出的氧氣，晶型結(jié)構(gòu)幾乎不會發(fā)生變化，這就大幅度降低了電池熱失控的風險，使得電池可以在高溫或低溫環(huán)境中均能達到安全使用標準，破解安全難題。

電池壽命是決定成本的重要因素，鈦酸鋰電池有望以較長壽命來攤薄全生命周期成本，率先實現(xiàn)儲能的商業(yè)化。根據(jù)行業(yè)專家介紹，與傳統(tǒng)鋰離子電池普遍采用石墨材料相比，鈦酸鋰材料在充放電嵌脫鋰過程中，骨架結(jié)構(gòu)幾乎不會發(fā)生收縮或著膨脹，這就很好的避免了一般電極材料脫、嵌鋰離子時，晶胞體積應變而造成的電極結(jié)構(gòu)損壞問題，因此壽命得到巨大突破。據(jù)相關(guān)實驗數(shù)據(jù)測定，鈦酸鋰電池的循環(huán)壽命可達25000次以上，是普通鋰電池4－8倍，壽命可達30年。

除了安全、壽命等方面的優(yōu)勢外，充電速度也是大規(guī)模儲能比拼的重要指標。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，同等容量下，傳統(tǒng)鋰電池需要充電兩到四個小時，而鈦酸鋰電池僅需要6分鐘，顯然具有極強的調(diào)峰價值。

近年來，鋰離子電池作為儲能的主要技術(shù)路徑之一，發(fā)展迅速。我國儲能產(chǎn)業(yè)中，壓縮空氣儲能、飛輪儲能，超導儲能和超級電容，鉛蓄電池、鈉硫電池、液流電池等儲能技術(shù)研發(fā)應用比較廣泛。隨著相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，儲能技術(shù)也開始發(fā)展加速，尤其是鋰離子電池技術(shù)，發(fā)展較為迅速。

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眾所周知，鋰離子電池的負極材料主要集中在碳材料、合金材料和鈦酸鋰等幾類。其中，碳材料雖然具有來源廣泛、合成工藝簡單、無毒無害等優(yōu)點，但是碳電極與金屬鋰的電位接近，當電池過充電時，容易在碳電極表面析出金屬鋰形成鋰枝晶。

鋰枝晶會刺穿隔膜引起短路，給使用帶來極大的安全隱患。如果用合金類材料作為負極替代材料，碳材料部分安全性問題會有所提高。但是在充放電的過程中，體積可能容易發(fā)生較大變化，同樣容易穿透隔膜，造成短路。

鋰離子碳材料除了安全問題，在儲能的商業(yè)化過程中，成本過高問題也是阻礙儲能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的一大瓶頸。事實上，除抽水蓄能外，鉛酸、鋰電、鈉硫等各類電化學儲能，成本都相對較高。在沒有儲能電價政策和補貼政策扶持的前提下，很難實現(xiàn)盈利。雖然目前中國已建成的儲能示范工程驗證了儲能技術(shù)的可行性，但商業(yè)化運營模式依然未能形成。

近年來，儲能產(chǎn)品以被廣泛的應用于家庭、工業(yè)、交通、電網(wǎng)等多個場景。產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開國家相關(guān)政策的扶持。隨著《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》的提出，我國明確了加快電源建設，儲能建設，構(gòu)建能源生產(chǎn)、輸送、使用和儲能體系協(xié)調(diào)發(fā)展、集成互補的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

未來，加快儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對于構(gòu)建“清潔低碳”的現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)體系，推進我國能源行業(yè)供給側(cè)改革、推動能源生產(chǎn)和利用方式變革，具有重要的戰(zhàn)略意義。