03在储能领域大放异彩

东方不亮西方亮。

电车不行混储能，这也是钛酸锂电池厂商们的新选择。

日前，国家能源局综合司发布的《防止电力生产事故的二十五项重点要求（2022年版）（征求意见稿）》（以下简称《征求意见稿》）中提到：中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池，不宜选用梯次利用动力电池。

三元锂电池、钠硫电池被剔除中大型电化学储能的可选方案，是因为虽然具有较高的能量密度，但是二者实用安全性较差。其中，三元材料由于结构的不稳定性，容易发生热失控；钠硫电池则采用高温的熔融硫、金属钠，一旦陶瓷隔膜破裂极易发生爆炸。

这又给了钛酸锂电池新的发展机会。

中国工程院院士陈清泉曾针对储能安全事故问题表示：“储能产业健康发展始终要把电池的安全性放在第一位，经过多年的实践证明，格力钛电池是目前锂电池领域安全性能最好的电池之一。

陈清泉院士认为，格力钛电池除了具备好的安全性能外，还具备大倍率、快充放、耐宽温、长寿命等特性，在电网调频、备电扩容等特定应用场景，钛酸锂电池储能系统具有更广阔的市场前景和应用价值，应充分发挥它的最大优势。

04专利维度看钛酸锂

以钛酸锂为关键词，在德高行全球专利数据库里检索，国内有2025件相关专利，格力的银隆新能源排第一。

要仔细看，银隆在钛酸锂电池方面的布局非常全面，从电池防爆结构、托盘、电池包组合、电池箱结构、充电装置、负极材料、电压保护、电热管理等多有建树。

05格力金奖专利解读

市面上锰酸锂、磷酸铁锂、三元电池主要以碳、硅碳为负极，而一旦选用钛酸锂做负极，注定绕不开董明珠押宝布局的钛酸锂负极专利。

钛酸锂虽然冷门，但也许有一天能咸鱼翻身呢？一旦翻身，大家就要掏钱买格力的专利许可了！

具体看看格力获金奖的该项专利（CN107910528B）技术，细节牛在哪？

从获奖理由上看，该专利本质上提升电池的安全性能，同时突破大倍率充放电与长循环寿命不可兼顾的技术瓶颈。

通过格力钛自主研发的介孔微球钛酸锂材料自晶化构建技术，形成纳米颗粒构筑10nm介孔的独特中空微球形貌，所制备钛酸锂材料倍率性能突出，进一步适宜大倍率工况，大幅度提升电池安全性能。

经国家级权威检测机构检测，应用该专利技术制备的格力钛电池经过尖针穿刺、电钻冲孔、利锯切割等破坏性测试，均未见冒烟、起火、燃烧、爆炸等现象。

针对传统锂离子电池存在大倍率充放电与长循环寿命不可兼顾的问题，格力钛通过本次金奖专利技术，首创了一种新型的高导电率钛酸锂复合材料，不仅可实现动力电池6分钟充满电，更可做到倍率循环寿命是传统锂离子电池的6至8倍，在100％放电深度（DOD）下使用4C速率充放电的条件下，循环寿命超过1．6万次。

社会效益方面，以支撑可再生资源并网应用场景为例，按2021－2030年新增3％的风电配套储能计算，相比其它电化学储能，应用该专利技术的格力钛调频储能系统，可减少3％风电功率浪费，提高清洁能源年均发电量约273．75GWh。

此前，凭借高安全、大倍率、耐宽温、长寿命等优良特性，格力钛研发生产的钛酸锂电池被工业和信息化部、中国工业经济联合会联合评选为“国家制造业单项冠军产品”。

技术背景以及现实解决问题

目前，锂离子电池的负极材料大多采用各种嵌锂碳材料。但是，由于炭电极的电势与金属锂的电势很接近，当电池过充时，炭电极表面易析出金属锂，会形成枝晶而引起短路，温度过高时易引发热失控。尖晶石Li4Ti5O12相对于金属锂的电极电势为1．55V，反应有着十分平坦的充放电平台，安全性能好；并且Li4Ti5O12是一种“零应变”插入材料，在充放电过程中具有极其稳定的结构和优良的循环性能。尽管Li4Ti5O12的理论比容量只有175mA·h／g，但由于其可逆锂离子脱嵌比例接近100％，故其实际比容量一般保持在150－160mA·h／g。但是，Li4Ti5O12材料的导电性能较差，在高倍率充放电过程中易产生较大极化，制约了其在锂离子电池中的应用。

针对钛酸锂（Li4Ti5O12）材料存在的上述缺点，现有技术主要采用以下两种较为有效的手段对钛酸锂材料进行改性：

第一、离子掺杂改性，目前研究过的掺杂离子主要有Mg2＋、Al3＋、Sn4＋、W4＋、Ni4＋、V5＋和F－等；引入少量的金属元素不仅可以有效提高钛酸锂材料的导电性，还可以降低氧化还原反应电压或者导致的较低电势下出现额外的电压平台；但是，现有技术主要采用固相法进行离子掺杂；而传统的固相法虽然操作简单，对设备要求低，但是其合成的产物颗粒不均匀、晶形不规则、粒径分布范围广且合成周期长，难以实现钛酸锂材料的高效利用。

第二、炭包覆／复合改性，其主要是以石墨烯、乙炔黑、多壁碳纳米管等作为炭源来对钛酸锂进行包覆或与钛酸锂进行复合，来提高钛酸锂材料的电子电导率；然而，受材料之间的亲和性及制备、搅拌设备的限制，石墨烯等碳源的分散问题以及其与钛酸锂材料的复合效果依然不佳，使得所制备的电极的电池容量及倍率性能不理想。

有鉴于此，本发明提供一种钛酸锂复合材料及其制备方法、负极片及锂离子电池，主要目的在于提供一种导电性能好的钛酸锂复合材料，且该钛酸锂复合材料用于锂离子电池的负极活性材料时，能提高锂离子电池的倍率性能。

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       原文标题 : 格力的钛酸锂电池咸鱼翻身了？拿了中国专利金奖，市场依旧默默无闻！