陳清泉：鈦酸鋰電池將引發電動汽車革命

新能源汽車，尤其是純電動汽車，在降低能源消耗和二氧化碳排放方面發揮著重要作用，因此被視為未來汽車的發展趨勢。然而，由于鋰離子電池技術的不足，電動汽車始終難以廣泛應用。“磷酸鐵鋰電池遇到瓶頸……更安全、性能更好的鈦酸鋰電池可能帶來革命性的變化……”中國工程院院士、世界電動汽車協會主席陳清泉說。

眾所周知，磷酸鐵鋰電池廣泛應用于我國主流車載動力電池中，主要由陽極材料、陰極材料、隔膜和電解液組成。作為化學電源系統，在設計工況范圍內一般不容易發生自燃等安全事故。然而，鋰離子電池的陰極主要由石墨制成，過充電時容易析出鋰枝晶，導致電池短路，影響鋰電池的安全性能。同時，容易形成SEI膜，導致首次充放電效率低，不可逆容量大。這使得絕大多數電動汽車“不敢”快速充放電，而只采用慢速充電的形式，嚴重制約了車輛使用的靈活性和便利性，給電動汽車的普及帶來了不小的障礙。

此外，商用隔膜由厚度約為20-30微米的多孔PP/PE制成，這是陽極材料和陰極材料之間的唯一屏障。當電池外部短路或被針刺擠壓時，很容易導致隔膜破裂，導致短時間內產生大電流，從而使電池內部溫度升高，并在很短的時間內引發一系列劇烈反應。在去年和今年的幾起電動汽車事故中，鋰電池全部起火燃燒，這讓社會各界對電動汽車的安全性產生了質疑，也促使相關企業加快了新型動力電池的研發。

在昨天舉行的“2012新能源汽車產業發展合作高峰論壇暨項目對接會”上，陳清泉院士再次提到了新型電池鈦酸鋰電池的優異性能。在會后的采訪中，陳清泉進一步指出：“目前，磷酸亞鐵鋰在能量密度上已經發展到（相對）高的水平，很難再取得突破。但鈦酸鋰電池（即鈦酸鋰LTO用作負極材料）在使用中非常穩定（嵌入和提取鋰離子時，鋰離子的晶格常數和體積變化非常小），并且不會形成SEI膜（因為LTO材料不會與電解質反應）；

此外，鈦酸鋰的電勢高于金屬鋰的電勢，因此不容易析出鋰枝晶，這更安全（比使用碳負極材料的鋰離子電池更安全）。"

與碳陽極材料相比，鈦酸鋰具有較高的鋰離子擴散系數（2*10-8cm2/s），因此可以高速充放電，電池容量衰減緩慢，壽命更長，循環充放電次數超過25000次。“現在，（鈦酸鋰）最大的問題是它貴得多（據說貴了一倍多），而且國內能生產鈦酸鋰的企業太少了。如果有人能讓鈦酸鋰更便宜，那將給電動汽車帶來革命性的變化。”

（編輯/李燕郊）新能源汽車，尤其是純電動汽車，在降低能源消耗和二氧化碳排放方面發揮著重要作用，因此被視為未來汽車的發展趨勢。然而，由于鋰離子電池技術的不足，電動汽車始終難以廣泛應用。“磷酸鐵鋰電池遇到瓶頸……更安全、性能更好的鈦酸鋰電池可能帶來革命性的變化……”中國工程院院士、世界電動汽車協會主席陳清泉說。

眾所周知，磷酸鐵鋰電池廣泛應用于我國主流車載動力電池中，主要由陽極材料、陰極材料、隔膜和電解液組成。作為化學電源系統，在設計工況范圍內一般不容易發生自燃等安全事故。然而，鋰離子電池的陰極主要由石墨制成，過充電時容易析出鋰枝晶，導致電池短路，影響鋰電池的安全性能。同時，容易形成SEI膜，導致首次充放電效率低，不可逆容量大。這使得絕大多數電動汽車“不敢”快速充放電，而只采用慢速充電的形式，嚴重制約了車輛使用的靈活性和便利性，給電動汽車的普及帶來了不小的障礙。

此外，商用隔膜由厚度約為20-30微米的多孔PP/PE制成，這是陽極材料和陰極材料之間的唯一屏障。當電池外部短路或被針刺擠壓時，很容易導致隔膜破裂，導致短時間內產生大電流，從而使電池內部溫度升高，并在很短的時間內引發一系列劇烈反應。在去年和今年的幾起電動汽車事故中，鋰電池全部起火燃燒，這讓社會各界對電動汽車的安全性產生了質疑，也促使相關企業加快了新型動力電池的研發。

在昨天舉行的“2012新能源汽車產業發展合作高峰論壇暨項目對接會”上，陳清泉院士再次提到了新型電池鈦酸鋰電池的優異性能。在會后的采訪中，陳清泉進一步指出：“目前，磷酸亞鐵鋰在能量密度上已經發展到（相對）高的水平，很難再取得突破。但鈦酸鋰電池（即鈦酸鋰LTO用作負極材料）在使用中非常穩定（嵌入和提取鋰離子時，鋰離子的晶格常數和體積變化非常小），并且不會形成SEI膜（因為LTO材料不會與電解質反應）；此外，鈦酸鋰的電勢高于金屬鋰的電勢，因此不容易析出鋰枝晶，這更安全（比使用碳負極材料的鋰離子電池更安全）。"

與碳陽極材料相比，鈦酸鋰具有較高的鋰離子擴散系數（2*10-8cm2/s），因此可以高速充放電，電池容量衰減緩慢，壽命更長，循環充放電次數超過25000次。“現在，（鈦酸鋰）最大的問題是它貴得多（據說貴了一倍多），而且國內能生產鈦酸鋰的企業太少了。如果有人能讓鈦酸鋰更便宜，那將給電動汽車帶來革命性的變化。”

（編輯/李燕郊）

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