钜大LARGE | 点击量:334次 | 2023年10月12日
钛酸锂受资本热捧 三大短板是硬伤
八月十八日晚,已经停牌近半年的格力电器公布有关收购珠海银隆的议案的通告。通告显示珠海银隆将成为格力电器的全资子公司。通告甫出,"珠海银隆"和其核心技术"钛酸锂"瞬间引起行业热议。有消息人士称,董明珠最看重的是制造业,她"以制造为核心"的战略思路始终未曾变动,而把格力的产业延伸到新能源是其在新能源、节能环保、智能制造领域的布局的完善,一旦收购了银隆,格力将拥有新能源电池的能力,从而掌握电动汽车的核心技术。
根据银隆新能源官网的介绍,银隆新能源的核心是新能源产业。公司2009年产业化,2010年银隆收购美国上市公司奥钛纳米的第一大股东。通过收购奥钛纳米还掌握了钛锂材料生产技术。2012年时银隆收购珠海广通汽车,掌握整车制造、电池、电机、电控和充电设备等技术。
珠海银隆"杀手锏"是钛酸锂技术,这其实是非主流技术,事实上日韩公司,包括国内技术实力比较强劲公司均不采用钛酸锂技术,并不是说这些主流的公司不了解有这款材料,只是在综合评估权衡后,放弃了钛酸锂技术。作为锂电池负极材料的钛酸锂,可和锰酸锂、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,和金属锂或锂合金负极组成1.5V的锂二次电池。
钛酸锂优缺点都比较明显。和常见的磷酸铁锂电池、三元锂电池相比,钛酸锂电池的优势在于:循环寿命长,超过10000次(要配合长寿命正极,如磷酸铁锂);工作温度范围广,在低温环境中依然能正常工作;快充能力强,70kWh的电池只需10分钟即可100%充满。但是钛酸锂电池存在三大"短板",严重影响了其大规模商业化应用。
短板一:高温胀气
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
钛酸锂(LTO)材料在电池中作为负极材料使用,由于其自身特性的原因,材料和电解液之间容易发生相互用途并在充放循环反应过程中出现气体析出,因此普通的钛酸锂电池容易发生胀气,导致电芯鼓包,电性能也会大幅下降,极大地降低了钛酸锂电池的理论循环寿命。测试数据表明,普通的钛酸锂电池在经过1500-2000次左右的循环就会发生胀气的现象,导致无法正常使用,这也是制约钛酸锂电池大规模应用的一个最重要原因。
短板二:能量密度低
钛酸锂的克容量为160-170mAh/g,是传统石墨负极材料的一半。此外,其对锂电位为1.5V,会极大损失能量密度,即使配合高电压三元正极使用时,钛酸锂pack级的能量密度也只能达到40~50Wh/kg,仅仅和铅酸电池相当,而磷酸铁锂电池(以碳材料做负极)的能量密度已经超过了100Wh/kg。也就意味着,跟碳负极材料电池相比,相同的体积和重量只能存一半的电,续航也只有一半。
这种功率型用途是靠牺牲能量密度得来的,以普通的8m米巴士为例,假如跑到150Km的话,要配电量约100kWh,采用磷酸铁锂电池系统只要1吨重的电池;而假如采用钛酸锂的话,要2~2.5吨的电池系统,假如把这些电池的重量换算成乘客的话,则少拉15~20人。而且由于材料特性所致,钛酸锂的能量密度问题很难取得突破。
短板三:价格居高不下
此外,这个材料价格贵是肯定的,毕竟钛不是什么特别便宜的东西,你再便宜能有锰铁便宜,再便宜能有石墨便宜?再加上能量密度低,所以算单位能量的价格时,只会更缺乏竞争力。
锂金属是非常珍贵的元素,由于锂电池的充放电是靠锂离子来回迁移完成的,不同电池体系的锂电池的每安时消耗的锂元素是相同的,所以电池体系能量密度越高,锂元素的利用率越高,而钛酸锂电池的能量密度不到磷酸铁锂电池的一半,其锂元素的利用率也不到磷酸铁锂电池的一半,这不仅造成了锂资源的严重浪费,也导致钛酸锂电池物料成本的居高不下,长期降价潜力很小。珠海银隆的快充也算是一种成功的运行模式。只不过真的得把单位能量(RMB/WH)的价格这笔账算清楚。毕竟受市场认可的产品,成本一定得有竞争力,而在这点上钛酸锂好像不太乐观。高温胀气痼疾难解,能量密度低,成本又居高不下,钛酸锂能得到市场认可吗?格力向新能源的转型能否成功?恐怕还要时间来验证。
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