在國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局組織主辦的第二十三屆中國(guó)專(zhuān)利獎(jiǎng)評(píng)審中，格力鈦新能源股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“格力鈦”）“一種鈦酸鋰復(fù)合材料及其制備方法、負(fù)極片及鋰離子電池”發(fā)明專(zhuān)利，摘得國(guó)家專(zhuān)利金獎(jiǎng)，成為鋰電池行業(yè)首家獲得國(guó)家專(zhuān)利金獎(jiǎng)的公司，這也是目前新能源行業(yè)唯一獲得金獎(jiǎng)的鋰電池產(chǎn)品專(zhuān)利。

該專(zhuān)利是通過(guò)格力鈦新能源自主研發(fā)的介孔微球鈦酸鋰材料自晶化構(gòu)建技術(shù)，形成納米顆粒構(gòu)筑10nm介孔的獨(dú)特中空微球形貌，所制備鈦酸鋰材料倍率性能突出，進(jìn)一步適宜大倍率工況，大幅度提升電池的安全性能。

應(yīng)用該專(zhuān)利技術(shù)制備的格力鈦新能源電池經(jīng)過(guò)尖針穿刺、電鉆沖孔、利鋸切割等破壞性測(cè)試，均未見(jiàn)冒煙、起火、燃燒、爆炸等現(xiàn)象。憑借高安全、大倍率、耐寬溫、長(zhǎng)壽命等優(yōu)良特性，應(yīng)用此專(zhuān)利技術(shù)研發(fā)生產(chǎn)的鈦酸鋰電池被工業(yè)和信息化部、中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會(huì)聯(lián)合評(píng)選為“國(guó)家制造業(yè)單項(xiàng)冠軍產(chǎn)品”。

關(guān)于格力鈦

關(guān)于格力鈦，很多人可能不熟悉，但說(shuō)到格力，那基本就家喻戶(hù)曉了，那么格力鈦與格力是不是有什么關(guān)系呢？

格力鈦的前身為成立于2009年的銀隆新能源；2010年，銀隆新能源與美國(guó)奧鈦納米技術(shù)有限公司簽訂收購(gòu)協(xié)議，掌握了最新鈦酸鋰電池生產(chǎn)技術(shù)；2020年格力電器宣布“造車(chē)”，開(kāi)啟了銀隆新能源的收購(gòu)之路；經(jīng)過(guò)了多輪架構(gòu)調(diào)整后，2021年銀隆新能源正式更名為“格力鈦”，成為格力旗下專(zhuān)注鈦酸鋰技術(shù)的新能源公司。目前該公司已發(fā)展成為一家集鈦酸鋰核心材料、電池、電機(jī)電控、充電設(shè)備、智能儲(chǔ)能系統(tǒng)、新能源汽車(chē)研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售以及動(dòng)力電池回收梯次利用為一體的全球綜合性新能源產(chǎn)業(yè)集團(tuán)。

關(guān)于鈦酸鋰

目前普遍應(yīng)用的鋰離子電池，多采用石墨作為負(fù)極，其低溫性能及安全性較差。鈦酸鋰（LTO）材料于1995年被Ohzuku團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)可作為鋰電池負(fù)極材料。與碳材料相比，鈦酸鋰具有以下獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：

1）安全穩(wěn)定性好。鈦酸鋰嵌鋰電位高，在充電的過(guò)程中可以消除析鋰對(duì)其產(chǎn)生的影響，并且鈦酸鋰的平衡電位要高于大多數(shù)電解質(zhì)溶劑的還原電位，避免了和電解液之間發(fā)生反應(yīng)，不會(huì)形成SEI膜，同時(shí)避免了許多副反應(yīng)，因此很大程度上提升了鈦酸鋰電池的安全性。

2）快充性能優(yōu)異。鈦酸鋰的三維鋰離子通道，可以實(shí)現(xiàn)鋰離子快速脫嵌。其較高的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)，電化學(xué)反應(yīng)速度快，滿(mǎn)足大倍率快速充放電的需求。

3)循環(huán)壽命長(zhǎng)。鈦酸鋰材料在充放電嵌脫鋰過(guò)程中，骨架結(jié)構(gòu)幾乎不發(fā)生收縮或膨脹，被稱(chēng)為“零應(yīng)變”材料，避免了一般電極材料脫嵌鋰離子時(shí)晶胞體積應(yīng)變而造成的電極結(jié)構(gòu)損壞的問(wèn)題，因而具有非常優(yōu)異的循環(huán)性能。

4）耐寬溫性能良好。鈦酸鋰電池對(duì)于溫度的適應(yīng)性強(qiáng)，在–40℃到70℃均可正常充放電，具有較好的耐寬溫性能，可應(yīng)用于國(guó)內(nèi)大多數(shù)區(qū)域。

不過(guò)，鈦酸鋰也有一些不足之處：

1）理論比容量只有175mAh/g，較低的能量密度限制其大規(guī)模應(yīng)用。

2）作為負(fù)極材料組裝的全電池工作電壓較低、材料本身固有電導(dǎo)率低，僅為10-9S/cm）、對(duì)水分敏感易產(chǎn)氣。

3）含貴金屬，成本較高。

鈦酸鋰電池應(yīng)用

從目前的應(yīng)用情況來(lái)看，鈦酸鋰電池正另辟蹊徑，新能源專(zhuān)用車(chē)、軌道交通、工業(yè)儲(chǔ)能等特定領(lǐng)域成為這一技術(shù)路線(xiàn)的主流應(yīng)用場(chǎng)景。

新能源專(zhuān)用車(chē)

格力鈦的新能源汽車(chē)業(yè)務(wù)涵蓋公交車(chē)、公路車(chē)、機(jī)場(chǎng)擺渡車(chē)、城市環(huán)衛(wèi)車(chē)、物流車(chē)、冷鏈車(chē)、礦用重卡、核酸檢測(cè)車(chē)、叉車(chē)等全品類(lèi)產(chǎn)品。已在北京、天津、成都、南京、哈爾濱、安吉等全國(guó)220多個(gè)城市運(yùn)營(yíng)。

日前，由四川省人民政府、工業(yè)和信息化部共同舉辦的2022世界動(dòng)力電池大會(huì)在四川宜賓隆重舉行。作為大會(huì)交通保障專(zhuān)用車(chē)輛，格力鈦新能源臉譜公路車(chē)以“川劇臉譜”的外觀(guān)、舒適的乘坐體驗(yàn)，在這場(chǎng)世界級(jí)行業(yè)盛會(huì)上，圓滿(mǎn)完成來(lái)自全球的動(dòng)力電池各領(lǐng)域?qū)＜摇a(chǎn)業(yè)代表的接送任務(wù)。

軌道交通

在2018年柏林軌道交通技術(shù)展覽會(huì)上，中國(guó)中車(chē)展出的新型混合動(dòng)力調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)和新一代碳纖維地鐵均將鈦酸鋰電池應(yīng)用于動(dòng)力系統(tǒng)，這標(biāo)志著鈦酸鋰電池技術(shù)已成為軌道交通的新趨勢(shì)。隨著車(chē)輛步入綠色智能的新時(shí)代，鈦酸鋰電池將會(huì)在調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)、高鐵、有軌電車(chē)、地鐵和廠(chǎng)礦自備車(chē)上獲得更加廣泛的應(yīng)用。

工業(yè)儲(chǔ)能

2022年3月，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、國(guó)家能源局發(fā)布的《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》將安全放到重要位置，要求產(chǎn)業(yè)強(qiáng)化技術(shù)攻關(guān)，構(gòu)建新型的儲(chǔ)能創(chuàng)新體系，突破電池本質(zhì)安全控制等關(guān)鍵技術(shù)，支撐大規(guī)模儲(chǔ)能電站的安全運(yùn)行。

董明珠曾指出：“鈦酸鋰電池最大的特點(diǎn)是安全，無(wú)論高溫低溫，它都不會(huì)起火、不會(huì)爆炸。我們選擇這個(gè)項(xiàng)目是因?yàn)槲磥?lái)發(fā)展需要。”

目前，格力鈦電池儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用于眾多項(xiàng)目，如超低溫區(qū)域發(fā)電廠(chǎng)調(diào)頻項(xiàng)目，在內(nèi)蒙古烏拉特發(fā)電廠(chǎng)配合火力發(fā)電機(jī)組聯(lián)合參與調(diào)頻輔助服務(wù)，提高發(fā)電側(cè)的調(diào)頻能力，促進(jìn)電網(wǎng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行；高海拔超低溫區(qū)域通信基站項(xiàng)目，在四川阿壩州等多個(gè)地區(qū)落地通訊基站儲(chǔ)能系統(tǒng)，以高安全、長(zhǎng)壽命、耐低溫等性能為通信基站安全工作和通訊暢通提供有力保障；青海省格爾木市加油站光儲(chǔ)項(xiàng)目，構(gòu)建光伏儲(chǔ)能一體化微網(wǎng)，共同打造光儲(chǔ)綜合能源站，為高海拔超低溫地區(qū)的油站安全用電提供有力保障、為油站能源綜合改造提供綠色方案等等。

寫(xiě)在最后

隨著儲(chǔ)能技術(shù)的不斷成熟和中國(guó)節(jié)能環(huán)保的戰(zhàn)略需求，鈦酸鋰電池憑借著高安全性，長(zhǎng)循環(huán)壽命以及良好的環(huán)境適應(yīng)性等特征，將會(huì)逐步在新能源專(zhuān)用車(chē)、軌道交通、工業(yè)儲(chǔ)能中推廣應(yīng)用。

但是鈦酸鋰電池能量密度短板問(wèn)題也不容忽視，因此，需要有針對(duì)性的開(kāi)發(fā)高電壓正極材料、高電位電解液和抗氧化隔膜等材料技術(shù)；另外，還要加快鈦酸鋰材料表面改性技術(shù)的研究，以提高該材料的導(dǎo)電性和比容量；再者，開(kāi)發(fā)綠色、廉價(jià)、可控的鈦酸鋰電池制備路線(xiàn)，以滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用的需求，從而推動(dòng)鈦酸鋰電池在各領(lǐng)域的規(guī)模應(yīng)用。

參考來(lái)源：

1、格力鈦新能源股份有限公司官網(wǎng)

2、中國(guó)能源報(bào)，《格力押寶“小眾”鋰電池技術(shù)》

3、電器，《格力鈦酸鋰技術(shù)獲專(zhuān)利金獎(jiǎng)，推動(dòng)新能源業(yè)務(wù)邁上新臺(tái)階》

4、秦小康等，《鋰離子電池用鈦酸鋰的研究進(jìn)展》

5、吳健等，《鈦酸鋰電池在城市軌道交通的適用性研究》

6、魏冰歆等，《鈦酸鋰負(fù)極在鋰離子電池中的應(yīng)用》

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/長(zhǎng)安）

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