鈦酸鋰電池的案例
新型納米硅鋰電池問世！整車續航里程翻倍 公交車8分鐘充電超60%
2018年，這里已經完成了300Wh/kg固態動力電池系統的設計開發，在車輛上搭載后，可以使整車續航里程增加一倍。2019年，中科院在江蘇溧陽建立了固態電池中試生產線，今年5月，已經陸續有產品開始在消費電子類產品中使用。
不過，李泓告訴記者，這還不是完全意義上的全固態電池，而是在液態鋰電池技術上不斷優化的類固態電池，要想讓汽車續航里程更遠、手機待機時間更長、無人機飛得更高更遠，就要研發更安全、更大容量的全固態電池。
新型電池層出不窮 “電動中國”正在建設
不僅是中科院科物理所，很多企業也都在探索新能源電池的新技術、新材料。在廣東珠海的一家新能源公司，一輛純電動公交車在公司的充電示范區進行充電。
充電三分多鐘，剩余電量就由33%上升到60%以上，僅僅8分鐘，這輛公交車的電量就充滿了，顯示為99%。
梁工告訴記者，城市公交車線路固定、一個來回的公里數不會超過100公里，利用公交司機休息的時間充電，可以充分發揮鈦酸鋰電池充電快的優勢，另外鈦酸鋰電池還有循環壽命長的優勢。
在這家公司的電池研究院，有一塊從2014年就開始進行充放電循環試驗的鈦酸鋰電池，如今六年時間，充放電已超過3萬次。
在另外一間實驗室，技術人員給記者演示了鈦酸鋰電池跌落、針刺、切割試驗，特別是鋼針刺穿進電池之后，沒有發生燃燒、冒煙等現象，而且電池還能正常使用，同樣鈦酸鋰電池具有寬域的環境溫度。
盡管鈦酸鋰電池有長壽命、高安全、充電快的優勢，但是鈦酸鋰電池的能量密度不夠高，只有鋰電池的一半左右。因此，他們把目標市場放在了公交車、專用車輛，以及儲能電站等對能量密度要求不高的應用場景。
在儲能電池研發和產業化方面，中科院物理研究所研發的鈉離子電池已經開啟了商業化之路。
展開 陳立泉院士研究新型納米硅鋰電池問世,整車續航里程翻倍
而且公交車線路固定，一般一個來回的公里數不會超過100公里，利用公交車司機休息的空擋，就可以充分發揮鈦酸鋰電池充電快的優勢。而且工作溫度寬泛，在零下50℃的環境中，仍能正常充放電。
同時，該電池的循環放電壽命長，這家研究院，有一塊鈦酸鋰電池，在2014年開始就已進行充放電循環試驗，如今已過了六年時間，充放電超過3萬次，電池容量只衰減了不到10%，性能十分優異。
更值得關注的是，這款電池的熱失控保護性能更令人驚嘆，技術人員現場演示了鈦酸鋰電池跌落、針刺、切割試驗。特別是鋼針刺穿電池后，沒有發生燃燒、冒煙現象，而且電池還能正常使用。
不過，鈦酸鋰電池雖然具有這么多優點，但是能量密度不夠高，只有鋰電池的一半左右。因此，他們把電池的目標市場分，放在了公交車、專用車，以及儲能電站等對能量密度要求不高的應用場景中。
來源：快科技、央視財經
展開 Aceleron研發全球首款可再生鋰電池 可維修升級/替代鉛酸電池
蓋世汽車訊 長久以來，電池一直被認為是一次性產品，即在使用壽命結束后就會被丟棄的東西，而且目前的電池不僅對環境不友好，還不可持續。
Essential電池（圖片來源：Aceleron）
據外媒報道，清潔技術公司Aceleron研發了一款完全可再生以及可回收的鋰離子電池Essential，其能夠被維修、被買賣、被升級，還能夠替代汽車應用中的鉛酸電池。此外，該電池的模塊化特性能夠推動其得到再利用、再生產，同時由于具有長壽命，意味著其對地球也更加友好。
Essential可回收電池
Aceleron 的Essential電池是首款可重復利用、可維修以及完全可回收鋰離子電池，而且比以前的電池擁有更大的容量，峰值功率可達200A+。該公司采用自主研發的壓縮技術法，讓電池的每個部分都能維修、替換或升級，意味著其擁有無限長的壽命。
該專利技術能夠在幾種不同的電壓下，提供不間斷且可靠的電源，使其成為休閑汽車、輕型電動汽車（EV）以及醫療應急車輛等多種車輛的理想選擇。
該款電池的核心就是不采用永久粘合，也沒有大多數電池中常見的固定成分。相反，其模塊化設計使其可輕易被更換，讓電池能夠進行升級和維修，并重新成為更新版產品投入使用，從而延長了電池的壽命、減少浪費，讓其對環境更加友好。
此外，該電池還能夠輕易得到擴展，為該公司的全系列產品提供動力。
展開 《CEJ》洛陽師范學院劉獻明、濟南大學原長洲：MOF的原位拓撲轉化策略構筑銳鈦礦/金紅石異質結構，用于高效鋰/鈉離子電池負極
然而，銳鈦礦/金紅石異質結構的電化學性能并不令人滿意，銳鈦礦-金紅石異質結構的電荷存儲機制仍不清晰。
考慮到金屬有機框架(MOF)中金屬和有機配體的強相互作用，以及銳鈦礦在熱處理過程中的相變機制，本文通過MOF的原位拓撲轉化過程構筑了具有豐富氧空位的銳鈦礦-金紅石異質結構，研究了MOF熱解過程中各元素的遷移/轉化規律；實驗和DFT理論計算結果解釋了銳鈦礦-金紅石的快速處鋰/鈉動力學，該研究為異質結構和高活性電極材料的設計提供了借鑒。
要點
1. 通過MOFs的原位拓撲轉化過程構筑了銳鈦礦-金紅石異質結構。
2. DFT計算表明：銳鈦礦-金紅石異質結構的形成，促進了TiO2與碳層的緊密接觸，降低了鋰離子和鈉離子在TiO2/C體相和界面處的擴散能壘。
3. 豐富的表面/體相氧空位、C-N鍵增強了材料的導電性和贗電容特性。
4. 異質結面、N摻雜碳提供了額外的離子存儲位點。
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一文帶你了解汽車動力電池熱管理系統的類型、管理方案以及發展趨勢（內含視頻教程）
動力電池是什么？
動力電池即為工具提供動力來源的電源，多指為電動汽車、電動列車、電動自行車、高爾夫球車提供動力的蓄電池。動力電池是新能源汽車的核心部件，也是未來能源轉型的重要方向。?
動力電池對電流要求較高，?容量相對較大，?同時要求重量越輕越好。?動力電池的工作原理基于高能量和高功率、?高能量密度等特點，?能夠通過放電給設備、?器械、?模型、?車輛等驅動。?根據使用對象的不同，?電池的容量可能達不到單位AH的級別，?但泛指能夠通過放電給設備、?器械、?模型、?車輛等驅動的鋰離子電池。?
動力電池的類型包括但不限于鋰離子電池、?鎳氫電池、?鉛酸蓄電池以及磷酸鐵鋰蓄電池等。?動力電池的特點包括高能量和高功率、?高能量密度、?超長壽命、?使用安全等，?同時還具有寬泛的工作溫度范圍（?-30 ~ 65℃）?，?要求使用壽命長達5-10年，?并且安全可靠。?
動力電池的組成通常包括動力電池箱、?電池模塊、?冷卻系統、?電池管理系統以及輔助元器件。?根據不同的應用場景，?動力電池可以進一步細分為磷酸鐵鋰電池、?錳酸鋰電池、?鈦酸鋰電池、?三元鋰電池等體系，?其中電池的續航能力是評價電動汽車的重要指標之一。
大家應該都知道動力電池的工作溫度會對電池性能產生很大的影響。但是會產生什么具體的影響呢？
讓我們先看一下下方兩個曲線圖
左圖的橫坐標是電池循環充放電次數，縱坐標是電池可用容量。可以看出，隨著電池的充放電次數的增加，電池的可用容量是減少的，但是溫度越高，電池的可用容量衰減越快。
右圖的橫坐標是電池工作溫度，縱坐標是電池放電功率，可以看出從-40℃到0℃的溫度區間內電池的放電功率急速上升，0℃到40℃電池的放電功率趨于平穩。而超過45℃時，電池包的放電功率會有一個極速下降。
由此可見，電池的工作需要一個適宜的溫度。
展開 天津銀隆廠區停有幾百輛新能源客車，河北銀隆運營正常
據銀隆新能源官網介紹，其天津產業園（即天津銀隆）總規劃用地11000多畝，計劃總投資約350億元，將建成涵蓋鈦酸鋰動力電池、氫燃料電池、純電動商用車和乘用車、電機電控集成系統等的新能源生產基地。
11月21日，天津銀隆廠區/圖片來源：每經記者 張虹蕾 攝
此前，天津銀隆生產的多輛新能源公交車已經交付使用。據天津本地多家媒體報道，2017年12月，天津銀隆首批生產的新能源公交車在靜海區投入運營，涉及的公交線路包括專線1路、583路、588路等。
那么，在董、魏二人紛爭公開發酵，銀隆新能源處于輿論的風口浪尖時，天津銀隆此前的庫存積壓問題是否解決？為了解情況，《每日經濟新聞》記者嘗試進入天津銀隆參觀，并隨后聯系相關負責人希望當面采訪了解生產情況，但相關工作人員表示目前生產正常，并婉拒記者采訪。
此外，記者注意到，上市公司科恒股份在2018年10月下旬回復深交所的問詢函中披露，天津銀隆產線投產計劃停滯。根據回復函，2017年9月，其子公司浩能科技陸續將合同設備運送到格力智能指定的場所（天津銀隆和成都銀隆），并于當年年底前完成了安裝調試工作。但設備使用方（天津銀隆和成都銀隆）經營情況不及預期，產線投產計劃停滯，生產處于不正常狀態。
和天津銀隆相比，河北銀隆的布局更早。在2016年，河北銀隆就成了邯鄲市武安的“明星企業”，并擁有“打造全球最大的鈦酸鋰納米材料生產基地”的光環。
不過，相較于前幾個月停產輿論，眼下的河北銀隆顯得十分平靜。河北銀隆位于武安市東二環處,這里也寄托著武安經濟轉型的希望。
11月22日，河北銀隆大門處/圖片來源：每經記者 張虹蕾 攝
在河北銀隆的正對面，則是河北廣通廠區，“銀隆鈦、廣通車”六個字的宣傳海報赫然在立。《每日經濟新聞》記者發現，工廠內有穿著工作服的工作人員在走動。
展開 電化學儲能介紹及優缺點
電化學類儲能主要包括各種二次電池，有鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池和液流電池等，這些電池多數技術上比較成熟，近年來成為關注的重點，并且還獲得許多實際應用。在這著重講解鋰電池：
3.1鉛酸電池
（1）基本原理
鉛酸電池是世界上應用最廣泛的電池之一。鉛酸電池內的陽極(PbO2)及陰極(Pb)浸到電解液(稀硫酸)中，兩極間會產生2V的電勢，這就是鉛酸電池的原理。
（2）優點
技術很成熟，結構簡單、價格低廉、維護方便；
循環壽命可達1000次左右；
效率可達80%至90%，性價比高。
（3）缺點
深度、快速、大功率放電時，可用容量下降；
能量密度較低，壽命較短。
（4）應用
鉛酸電池常常用于電力系統的事故電源或備用電源，以往大多數獨立型光伏發電系統配備此類電池。目前有逐漸被其他電池（如鋰離子電池）替代的趨勢。
3.2鋰離子電池
（1）基本原理
鋰離子電池實際上是一個鋰離子濃差電池，正負電極由兩種不同的鋰離子嵌入化合物構。充電時，Li+從正極脫嵌經過電解質嵌入負極，此時負極處于富鋰態，正極處于貧鋰態；放電時則相反，Li+從負極脫嵌，經過電解質嵌入正極，正極處于富鋰態，負極處于貧鋰態。
（2）優點
鋰離子電池的效率可達95%以上；
放電時間可達數小時；
循環次數可達5000次或更多，響應快速；
鋰離子電池是電池中比能量最高的實用型電池，有多種材料可用于它的正極和負極（鈷酸鋰鋰離子電池、錳酸鋰鋰離子電池、磷酸鐵鋰鋰離子電池、鈦酸鋰鋰離子電池等）。
（3）缺點
鋰離子電池的價格依然偏高；
有時會因過充電而導致發熱、燃燒等安全問題，有一定的風險，所以需要通過過充電保護來解決。
展開 充電5分鐘續航1000里！揭秘電動車快充三大戰役
這款電池有望先投放至對高倍率快充有迫切需求的電動出租車市場。
另外，寧德時代還有充電倍率達到5C（快充時間10分鐘）與3C（快充時間20分鐘）的動力電池，正極材料采用了安全性更高的磷酸鐵鋰，目標瞄向電動公交，并且已經投放市場。
而在快充電池上步伐邁得更早的國產動力電池廠商——微宏動力、珠海銀隆，最早使用結構十分穩定的鈦酸鋰作動力電池負極材料，在幾年之前就實現了6C的充電倍率，雖然犧牲了一定的能量密度以及經濟性，但這種電池尤其適合城市電動巴士使用。
在2015年，微宏動力就拿到了倫敦電動大巴的訂單以及國內重慶北京等地的電動公交訂單，而珠海銀隆在董明珠入股之前，也拿下過北京電動公交的訂單。
眼下，微宏動力通過將負極材料更換為理論能量密度更高的多孔復合碳，推出能量密度170Wh/kg，充電倍率4C的動力電池，試圖切入電動出租車及乘用車市場。
國外的巨頭對快充動力電池也保持著密切關注，并且，他們不僅想要電池支持快充，還希望未來的動力電池能夠同時滿足高能量密度與高充電倍率性能。
上周，軟包動力電池巨頭LG宣布投資動力電池初創公司Enevate。這家美國公司獨辟蹊徑，研發了純硅作為負極材料的動力電池。據其副總裁所言，這樣不僅解決了負極材料的鋰脫嵌穩定性問題，使得倍充性能可以大幅度提升，而且能夠大大提升電池整體的能量密度（硅負極的理論比能量超過4200mAh/g，超過碳負極10倍）。
因此，Enevate掏出的產品是能量密度可達250-300Wh/kg，充電倍率達到10C，快充時間只需要6分鐘的超級電池！不過，Enevate的這一產品目前還未量產，目前仍在產業化過程中。
而10C的倍率充電性能，還不是巨頭們正在追逐的極限。以色列公司StoreDot，則號稱正在開發充電倍率性能達到12C的動力電池。
展開 電池+石墨烯 未來電動車充5分鐘跑300公里
更為關鍵的一點，隨著新技術應用，汽車企業能夠騰出精力，關注以前關注不到的地方，尤其是電池的功能安全。許俊海口中的“新技術”就包含有石墨烯。
石墨烯的加入或能改變現有格局
“少即是多”，這是汽車設計與研發最高的境界。面對石墨烯這種獲得諾貝爾獎的“新材料之王”，敢于做減法，需要莫大的勇氣。但扎根于石墨烯領域的研發人員更多的是逼于無奈。
清華大學材料學院教授朱宏偉曾在接受采訪時明言，如果石墨烯再找不到應用，無論是資本市場還是基礎研發都會退潮。黎明前的黑暗到底還有多長，沒有人能給出準確的時間。可以肯定，電池尤其汽車電池，是石墨烯公認最接近于應用的領域之一。
目前，在汽車電池領域，鋰電池仍然是霸主。而根據材料不同，還分為磷酸鐵鋰、鈦酸鐵鋰以及三元鋰電池。市面上幾乎所有新能源汽車都內置這三類電池，無論是新能源汽車企業的翹楚特斯拉，還是當前新能源汽車領軍者的比亞迪，都在這個“局”中。
隨著新能源汽車的全面提速，三種技術路線之間的淘汰賽已經分出勝負，磷酸鐵鋰和鈦酸鐵鋰逐漸掉隊，三元鋰電池單獨領跑。
石墨烯的加入，盡管不能在短時間內作為單一的品類徹底顛覆鋰電池。但作為一種添加劑和催化劑，還是能夠改變電池領域的現有格局，讓磷酸鐵鋰看到逆襲希望。公開資料顯示，國軒高科擬將“青島國軒年產3億Ah高比能動力鋰電池產業化項目”調整為“青島國軒年產2Gwh高比能動力鋰電池項目”。產品類型由三元電池調整為磷酸鐵鋰電池。在近期接受投資者的調研過程中，國軒高科更表達了自己對磷酸鐵鋰電池應用前景的看法，隨著技術不斷迭代，其認為未來磷酸鐵鋰市場應用空間依舊非常廣闊。
一位不愿透露名字電池專家表示，假如石墨烯能夠大幅縮短快充時間，隨著補貼滑坡，真正市場化以后，磷酸鐵鋰的低成本、長壽命、高安全性優勢會顯現出來。
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