中國粉體網(wǎng)訊  在國家知識產(chǎn)權局組織主辦的第二十三屆中國專利獎評審中，格力鈦新能源股份有限公司（以下簡稱“格力鈦”）“一種鈦酸鋰復合材料及其制備方法、負極片及鋰離子電池”發(fā)明專利，摘得國家專利金獎，成為鋰電池行業(yè)首家獲得國家專利金獎的公司，這也是目前新能源行業(yè)唯一獲得金獎的鋰電池產(chǎn)品專利。

該專利是通過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建技術，形成納米顆粒構筑10nm介孔的獨特中空微球形貌，所制備鈦酸鋰材料倍率性能突出，進一步適宜大倍率工況，大幅度提升電池的安全性能。

應用該專利技術制備的格力鈦新能源電池經(jīng)過尖針穿刺、電鉆沖孔、利鋸切割等破壞性測試，均未見冒煙、起火、燃燒、爆炸等現(xiàn)象。憑借高安全、大倍率、耐寬溫、長壽命等優(yōu)良特性，應用此專利技術研發(fā)生產(chǎn)的鈦酸鋰電池被工業(yè)和信息化部、中國工業(yè)經(jīng)濟聯(lián)合會聯(lián)合評選為“國家制造業(yè)單項冠軍產(chǎn)品”。

鈦酸鋰電池（圖源：格力鈦）

關于格力鈦

關于格力鈦，很多人可能不熟悉，但說到格力，那基本就家喻戶曉了，那么格力鈦與格力是不是有什么關系呢？

格力鈦的前身為成立于2009年的銀隆新能源；2010年，銀隆新能源與美國奧鈦納米技術有限公司簽訂收購協(xié)議，掌握了最新鈦酸鋰電池生產(chǎn)技術；2020年格力電器宣布“造車”，開啟了銀隆新能源的收購之路；經(jīng)過了多輪架構調整后，2021年銀隆新能源正式更名為“格力鈦”，成為格力旗下專注鈦酸鋰技術的新能源公司。目前該公司已發(fā)展成為一家集鈦酸鋰核心材料、電池、電機電控、充電設備、智能儲能系統(tǒng)、新能源汽車研發(fā)、生產(chǎn)、銷售以及動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。

關于鈦酸鋰

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

1）安全穩(wěn)定性好。鈦酸鋰嵌鋰電位高，在充電的過程中可以消除析鋰對其產(chǎn)生的影響，并且鈦酸鋰的平衡電位要高于大多數(shù)電解質溶劑的還原電位，避免了和電解液之間發(fā)生反應，不會形成SEI膜，同時避免了許多副反應，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，可以實現(xiàn)鋰離子快速脫嵌。其較高的鋰離子擴散系數(shù)，電化學反應速度快，滿足大倍率快速充放電的需求。

3)循環(huán)壽命長。鈦酸鋰材料在充放電嵌脫鋰過程中，骨架結構幾乎不發(fā)生收縮或膨脹，被稱為“零應變”材料，避免了一般電極材料脫嵌鋰離子時晶胞體積應變而造成的電極結構損壞的問題，因而具有非常優(yōu)異的循環(huán)性能。

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

幾種常見鋰電池負極材料的比較（圖源：魏冰歆等，《鈦酸鋰負極在鋰離子電池中的應用》）

不過，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)模應用。

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

3）含貴金屬，成本較高。

鈦酸鋰電池應用

從目前的應用情況來看，鈦酸鋰電池正另辟蹊徑，新能源專用車、軌道交通、工業(yè)儲能等特定領域成為這一技術路線的主流應用場景。

• 新能源專用車

格力鈦的新能源汽車業(yè)務涵蓋公交車、公路車、機場擺渡車、城市環(huán)衛(wèi)車、物流車、冷鏈車、礦用重卡、核酸檢測車、叉車等全品類產(chǎn)品。已在北京、天津、成都、南京、哈爾濱、安吉等全國220多個城市運營。

日前，由四川省人民政府、工業(yè)和信息化部共同舉辦的2022世界動力電池大會在四川宜賓隆重舉行。作為大會交通保障專用車輛，格力鈦新能源臉譜公路車以“川劇臉譜”的外觀、舒適的乘坐體驗，在這場世界級行業(yè)盛會上，圓滿完成來自全球的動力電池各領域專家、產(chǎn)業(yè)代表的接送任務。

格力鈦新能源臉譜公路車（圖源：格力鈦）

• 軌道交通

在2018年柏林軌道交通技術展覽會上，中國中車展出的新型混合動力調車機車和新一代碳纖維地鐵均將鈦酸鋰電池應用于動力系統(tǒng)，這標志著鈦酸鋰電池技術已成為軌道交通的新趨勢。隨著車輛步入綠色智能的新時代，鈦酸鋰電池將會在調車機車、高鐵、有軌電車、地鐵和廠礦自備車上獲得更加廣泛的應用。

• 工業(yè)儲能

2022年3月，國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局發(fā)布的《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》將安全放到重要位置，要求產(chǎn)業(yè)強化技術攻關，構建新型的儲能創(chuàng)新體系，突破電池本質安全控制等關鍵技術，支撐大規(guī)模儲能電站的安全運行。

董明珠曾指出：“鈦酸鋰電池最大的特點是安全，無論高溫低溫，它都不會起火、不會爆炸。我們選擇這個項目是因為未來發(fā)展需要�！�

目前，格力鈦電池儲能系統(tǒng)應用于眾多項目，如超低溫區(qū)域發(fā)電廠調頻項目，在內(nèi)蒙古烏拉特發(fā)電廠配合火力發(fā)電機組聯(lián)合參與調頻輔助服務，提高發(fā)電側的調頻能力，促進電網(wǎng)的安全平穩(wěn)運行；高海拔超低溫區(qū)域通信基站項目，在四川阿壩州等多個地區(qū)落地通訊基站儲能系統(tǒng)，以高安全、長壽命、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項目，構建光伏儲能一體化微網(wǎng)，共同打造光儲綜合能源站，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。

格力鈦儲能系統(tǒng)（圖源：格力鈦）

寫在最后

隨著儲能技術的不斷成熟和中國節(jié)能環(huán)保的戰(zhàn)略需求，鈦酸鋰電池憑借著高安全性，長循環(huán)壽命以及良好的環(huán)境適應性等特征，將會逐步在新能源專用車、軌道交通、工業(yè)儲能中推廣應用。

但是鈦酸鋰電池能量密度短板問題也不容忽視，因此，需要有針對性的開發(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；另外，還要加快鈦酸鋰材料表面改性技術的研究，以提高該材料的導電性和比容量；再者，開發(fā)綠色、廉價、可控的鈦酸鋰電池制備路線，以滿足實際應用的需求，從而推動鈦酸鋰電池在各領域的規(guī)模應用。

參考來源：

1、格力鈦新能源股份有限公司官網(wǎng)

2、中國能源報，《格力押寶“小眾”鋰電池技術》

3、電器，《格力鈦酸鋰技術獲專利金獎，推動新能源業(yè)務邁上新臺階》

4、秦小康等，《鋰離子電池用鈦酸鋰的研究進展》

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，《鈦酸鋰負極在鋰離子電池中的應用》

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/長安）

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