新能源政策或給鈦酸鋰帶來“滅頂之災”

    鋰電世界  說到快充電池，不得不從新能源汽車說起。

    “新能源汽車的發展可以分為兩個階段。第一個階段是2009年到2012年，當時的關鍵技術還屬于發展期，這一階段的成果有限，與當初設定的目標相去甚遠。2012年到2013年，新能源汽車的發展經歷了一段時間的政策真空期。隨著一系列政策的出臺，從2013年年底到現在，新能源汽車進入第二階段，特別是2014年，新能源汽車市場出現了爆發。”微宏動力系統(湖州)有限公司(以下簡稱微宏)市場總監宋寒介紹說：“與之對應的，微宏的電池也可以劃分為兩個階段，即慢充和快充。”

    受限自身特性 慢充電池遭遇瓶頸

    先來看慢充階段，也就是磷酸鐵鋰電池。

    “2008年，我們生產過一段時間的磷酸鐵鋰電池。國內做磷酸鐵鋰電池的廠家很多，然而由于自身的特性，磷酸鐵鋰電池充電時間長，為不耽誤白天的運營，純電動公交客車需要整晚充電，同時根據我們了解到的情況，磷酸鐵鋰電池在使用1年半后衰減就很嚴重，保證不了全天滿勤運營的要求，這也是純電動公交客車一直無法得到大規模推廣的原因。磷酸鐵鋰電池不僅在國內的應用情況不佳，其他國家的應用數量也比較有限，并且都遭遇到了循環壽命的問題。”因此，在他看來，不管是國內還是國外，磷酸鐵鋰的技術路線在公交領域行不通。

    鈦酸鋰：命運多舛的第一代快充電池

    在這一背景下，微宏進入“快充階段”。“2010年，我們推出了LpTO鈦酸鋰電池，正式推出快充技術路線并在重慶公交應用。”宋寒解釋道：“對于在A、B兩地之間的固定線路，快充的運行模式是在A點或者A、B同時設置充電站，車上放置的電池容量不需要很大，利用快充即可滿足正常運營。”

    據了解，鈦酸鋰并不是新生事物，上世紀九十年代就已經在做前期研發。“鈦酸鋰作為負極材料有著極佳的壽命與快速充電特性，但它容易與電解液發生反應，產生氣體導致電池脹氣鼓包，電池脹氣以后極大影響了電池的壽命。我們針對鈦酸鋰材料做了改性，阻止了材料活性位與電解液的反應，基本杜絕了脹氣的產生并實現了產業化。”宋寒說。

    鈦酸鋰特點明顯，可以大倍率快充，而且循環壽命長。 “我們在重慶的31輛車跑了將近4年的時間，電池衰減目前從檢測結果來看還不是很明顯，而如果用其他慢充電池體系的話，差不多2年左右就要換電池，這是額外的投資成本。”他透露。

    多元復合：政策變動催生的第二代快充電池

    然而，國家政策的突變，給本來很有前景的鈦酸鋰帶來“滅頂之災”。2013年9月，國家出臺了新的新能源汽車補貼政策(即《關于繼續開展新能源汽車推廣應用工作的通知》)，其中規定，對超級電容、鈦酸鋰快充純電動客車定額補貼15萬元，而此前的新能源汽車補貼標準是所有純電動大巴均能享受到50萬元補貼。補貼驟降35萬元，讓微宏認識到鈦酸鋰優勢不再，并于2013年10月推出第二代快充電池即LpCO多元復合鋰電池。

    “普通電池負極使用石墨，但普通的石墨負極受限于材料結構，并無法支持快充。多元復合鋰電池的關鍵技術在于負極使用了多孔復合碳材料。多孔復合碳在石墨基礎上對表面做了處理，增加了鋰離子的遷移通道。這是我們創新的技術，鋰離子遷移通道的增加使得電池能夠實現快充。”宋寒介紹道：“按照公交車運營需求，多元復合提升了能量密度(達到120~140瓦時/公斤)，同時又保證快充(15分鐘即可充滿)，充電次數達到1萬次左右，理論上車輛壽命期內也不需要更換電池。更具吸引力的是，多元復合電池成本比鈦酸鋰低30%~40%。