С момента индустриализации литий-ионных батарей в 1991 году графит стал доминирующим материалом отрицательных электродов для батарей.Титанат лития, как новый тип материала отрицательного электрода для литий-ионных батарей, привлек внимание в конце 1990-х годов благодаря своим превосходным характеристикам.Например, материалы титаната лития могут сохранять высокую степень стабильности своей кристаллической структуры во время внедрения и удаления ионов лития с минимальными изменениями постоянных решетки (изменение объема
Этот электродный материал «нулевой деформации» значительно продлевает срок службы литий-титанатных батарей.Титанат лития имеет уникальный трехмерный диффузионный канал ионов лития со структурой шпинели, который имеет такие преимущества, как отличные силовые характеристики и отличные характеристики при высоких и низких температурах.По сравнению с материалами углеродных отрицательных электродов, титанат лития имеет более высокий потенциал (на 1,55 В выше, чем у металлического лития), в результате чего твердо-жидкий слой обычно растет на поверхности электролита, а углеродный отрицательный электрод не образуется на поверхности титаната лития. .
Что еще более важно, дендриты лития трудно формируются на поверхности титаната лития в диапазоне напряжений при обычном использовании батареи.Это в значительной степени исключает возможность коротких замыканий, образуемых дендритами лития внутри аккумулятора.Так что безопасность литий-ионных аккумуляторов с титанатом лития в качестве отрицательного электрода на данный момент самая высокая среди всех типов литий-ионных аккумуляторов, которые видел автор.
Большинство специалистов отрасли слышали, что срок службы литиевой батареи титаната лития, заменяющего графит в качестве материала отрицательного электрода, может достигать десятков тысяч раз, что намного выше, чем у обычных традиционных литий-ионных батарей, и он умирает всего после нескольких тысяч циклов. .
Из-за того, что большинство профессиональных специалистов по литий-ионным батареям никогда по-настоящему не начинали производить изделия из титаната лития или делали их всего несколько раз и в конечном итоге спешили, сталкиваясь с трудностями.Поэтому они не могли успокоиться и хорошенько подумать о том, почему самые совершенные традиционные литий-ионные аккумуляторы могут проработать только 1000-2000 циклов зарядки и разрядки?
Батарея.jpg
Является ли фундаментальная причина короткого срока службы традиционных литий-ионных батарей одним из их основных компонентов – неудобным бременем графитового отрицательного электрода?Как только графитовый отрицательный электрод заменяется отрицательным электродом из титаната лития шпинелевого типа, практически идентичная химическая система литий-ионного аккумулятора может циклически повторяться десятки тысяч или даже сотни тысяч раз.
Кроме того, когда многие люди говорят о низкой плотности энергии литий-титанатных батарей, они упускают из виду простой, но важный факт: сверхдлительный срок службы, исключительную безопасность, отличные энергетические характеристики и хорошую экономичность литий-титанатных батарей.Эти характеристики станут важным краеугольным камнем для развивающейся крупномасштабной индустрии литий-ионных накопителей энергии.
В последнее десятилетие или около того исследования в области технологии аккумуляторов из титаната лития бурно развиваются как внутри страны, так и за рубежом.Его производственную цепочку можно разделить на подготовку материалов из титаната лития, производство аккумуляторов из титаната лития, интеграцию систем аккумуляторов из титаната лития и их применение на рынках электромобилей и хранения энергии.
1. Материал титаната лития.
На международном уровне существуют ведущие компании, занимающиеся исследованиями и индустриализацией материалов из титаната лития, такие как Oti Nanotechnology из США, Ishihara Industries из Японии и Johnson&Johnson из Великобритании.Среди них материал из титаната лития, производимый американским титаном, имеет отличные характеристики с точки зрения скорости, безопасности, длительного срока службы, а также высоких и низких температур.Однако из-за чрезмерно длительных и точных методов производства стоимость производства относительно высока, что затрудняет коммерциализацию и продвижение.
Время публикации: 14 марта 2024 г.