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“清洁低碳”时代钛酸锂有望引领储能发展

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根据对相关行业发展前景的分析 ,钛酸锂技术有望引领储能产业发展。钛酸锂稳定性高、寿命周期长 ,性能较优于传统的锂离子电池 ,使得它在储能的应用场景 ,具有其独特的优势 ,比较适合用于大型储能 ,被业界称为“最具应用前景的储能电池之一”。


试验表明 ,钛酸锂的一大优点就是安全。碳材料、合金材料作为负极的劣势恰恰是钛酸锂的优势。相关研究表明 ,钛酸锂材料负极能吸收正极发生分解反应释放出的氧气 ,晶型结构几乎不会发生变化 ,这就大幅度降低了电池热失控的风险 ,使得电池可以在高温或低温环境中均能达到安全使用标准 ,破解安全难题。


电池寿命是决定成本的重要因素 ,钛酸锂电池有望以较长寿命来摊薄全生命周期成本 ,率先实现储能的商业化。根据行业专家介绍 ,与传统锂离子电池普遍采用石墨材料相比 ,钛酸锂材料在充放电嵌脱锂过程中 ,骨架结构几乎不会发生收缩或着膨胀 ,这就很好的避免了一般电极材料脱、嵌锂离子时 ,晶胞体积应变而造成的电极结构损坏问题 ,因此寿命得到巨大突破。据相关实验数据测定 ,钛酸锂电池的循环寿命可达25000次以上 ,是普通锂电池4-8倍 ,寿命可达30年。


除了安全、寿命等方面的优势外 ,充电速度也是大规模储能比拼的重要指标。相关数据显示 ,同等容量下 ,传统锂电池需要充电两到四个小时 ,而钛酸锂电池仅需要6分钟 ,显然具有极强的调峰价值。


近年来 ,锂离子电池作为储能的主要技术路径之一 ,发展迅速。我国储能产业中 ,压缩空气储能、飞轮储能 ,超导储能和超级电容 ,铅蓄电池、钠硫电池、液流电池等储能技术研发应用比较广泛。随着相关产业的发展 ,储能技术也开始发展加速 ,尤其是锂离子电池技术 ,发展较为迅速。


众所周知 ,锂离子电池的负极材料主要集中在碳材料、合金材料和钛酸锂等几类。其中 ,碳材料虽然具有来源广泛、合成工艺简单、无毒无害等优点 ,但是碳电极与金属锂的电位接近 ,当电池过充电时 ,容易在碳电极表面析出金属锂形成锂枝晶。


锂枝晶会刺穿隔膜引起短路 ,给使用带来极大的安全隐患。如果用合金类材料作为负极替代材料 ,碳材料部分安全性问题会有所提高。但是在充放电的过程中 ,体积可能容易发生较大变化 ,同样容易穿透隔膜 ,造成短路。


锂离子碳材料除了安全问题 ,在储能的商业化过程中 ,成本过高问题也是阻碍储能产业化发展的一大瓶颈。事实上 ,除抽水蓄能外 ,铅酸、锂电、钠硫等各类电化学储能 ,成本都相对较高。在没有储能电价政策和补贴政策扶持的前提下 ,很难实现盈利。虽然目前中国已建成的储能示范工程验证了储能技术的可行性 ,但商业化运营模式依然未能形成。


近年来 ,储能产品以被广泛的应用于家庭、工业、交通、电网等多个场景。产业的发展离不开国家相关政策的扶持。随着《能源发展“十三五”规划》的提出 ,我国明确了加快电源建设 ,储能建设 ,构建能源生产、输送、使用和储能体系协调发展、集成互补的能源产业发展。


未来 ,加快储能技术与产业发展 ,对于构建“清洁低碳”的现代能源产业体系 ,推进我国能源行业供给侧改革、推动能源生产和利用方式变革 ,具有重要的战略意义。

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