东芝:交付首批采用铌-钛氧化物负极的电池样品
东芝正在开发一种带有铌-氧化钛阳极(niobium-titanium oxide anode)的可充电锂离子电池,现在已经开始向制造商提供电池样品。据说这款铌基负极电池“SCiB Nb”在体积能量密度方面与磷酸铁锂电池相似,但在快速充电和使用寿命方面具有明显的优势。

东芝希望将其带有铌钛氧化物负极的锂离子电池对标当今广泛使用的石墨负极锂离子电池的替代品,尤其是在商用车市场。磷酸铁锂电池也属于这一类。根据东芝的说法,采用铌钛氧化物(NTO)做负极与采用石墨做负极的磷酸铁锂电池具有大致相当的体积能量密度,但铌钛氧化物应该能够更好地承受多次快速地充电。具体来说,快充性能可以在 10 分钟内为“SCiB Nb”电池充电 80%,预计它的使用寿命大约 15,000 次循环。
东芝正在与两个战略合作伙伴密切合作开发其新电池:巴西矿冶公司(CBMM | Niobium,世界上最大的铌生产商之一)和日本双日公司(Sojitz Corporation, 是CBMM 的股东之一,也是 CBMM 在日本市场的唯一代表),该公司“建立了稳定的钛酸铌供应系统并培育应用,现已准备好将这种能快速充电的长寿命电池产品推向市场,“东芝表示。该合作伙伴关系最初旨在用于商用车,因为商用车的高可用性和密集的运行周期非常重要。“在沿途的指定地点频繁充电可以减少安装的电池数量,而长寿命性能有望通过减少因退化而频繁更换电池的需要来降低总拥有成本,”东芝通告称。
现在准备交付的样品是 50 Ah 电池,标称电压为 2.3 V,输出功率为 1 kW。东芝将体积能量密度定为 350 Wh/L,重量能密度定为 130 Wh/kg。该电池尺寸为 98 x 280 x 12 毫米,重约 860 克。这家日本公司指定了 5C 的充电容量,相当于为 80% 的 SoC 充电 10 分钟。据说工作温度在 -30 到 +60 度之间。
东芝还更详细地解释了为什么NTO 阳极电池会优于当前的石墨基锂离子电池,尤其是 磷酸铁锂电池:尽管石墨基磷酸铁锂电池可以提供所需的能量密度,但反复快速充电会导致负极上沉积锂,“这增加了电池短路的风险,尤其是当电池开始老化时”。根据东芝的说法,NTO 负极不会造成金属锂沉积,即使反复快速充电,也可以安全长期使用。据说东芝已经对电动客车的电池原型进行了初步试验:东芝声称已经在巴西阿拉沙的 CBMM 工业工厂生产的大众商用车上试用了其新开发的电池。
除了“SCiB Nb”铌基负极电池之外,东芝还已经将一种名为“SCiB”的钛酸锂负极锂离子电池实现商业化应用。