殷仁述,杨沿平,杨 阳,陈志林 (湖南大学,汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南 长沙 410082)

以尖晶石结构的钛酸锂(LTO)取代石墨作为负极材料的锂离子电池常被称为钛酸锂电池.由于LTO电池在安全性、循环寿命、低温适应性、快速充放电等方面具备显著优势[1],近年来配备此类动力电池的纯电动客车销量逐步上升.据最新补贴政策,搭载LTO电池的快充类纯电动客车补贴强度有所提高[2],其未来市场规模有望进一步扩大.相比镍钴锰三元锂(NCM)和磷酸铁锂(LFP)等主流锂电池,尽管 LTO 电池能量密度偏低[3],但其循环寿命较长,在车用阶段后剩余容量很可能远未达 80%的报废阈值,此外兼具快速充放电能力和较高的安全性,适合以储能系统形式进行二次利用[4].

由于国内尚无针对车用LTO动力电池上述特点开展的生命周期评价(LCA)研究,其能源、环境与资源等表现难以得到科学评估.本文根据车用锂电池各阶段特点,构建包含有二次利用阶段的完整生命周期评价模型,选择搭载于纯电动城市客车平台上的 LTO电池作为评价对象开展LCA研究,评价结果可为产业政策制定或产品生态设计提供参考.

1 评价方法

1.1 系统边界与功能单位

LCA是指对一个产品的整个生命周期中所有输入、输出及其潜在环境影响进行汇编和评价的过程[5].借助LCA人们可识别并量化某产品系统全生命周期各阶段中能源与材料消耗、环境排放以及相关影响,并寻求降低上述负面影响的方法……