Siden industrialiseringen av litium-ion-batterier i 1991 har grafitt vært det dominerende negative elektrodematerialet for batterier.Litiumtitanat, som en ny type negativt elektrodemateriale for litiumionbatterier, fikk oppmerksomhet på slutten av 1990-tallet på grunn av sin utmerkede ytelse.For eksempel kan litiumtitanatmaterialer opprettholde en høy grad av stabilitet i krystallstrukturen under innsetting og fjerning av litiumioner, med minimale endringer i gitterkonstanter (volumendring)
Dette "nullbelastnings"-elektrodematerialet forlenger levetiden til litiumtitanatbatterier betraktelig.Litiumtitanat har en unik tredimensjonal litiumionediffusjonskanal med spinellstruktur, som har fordeler som utmerkede kraftegenskaper og utmerket ytelse ved høy og lav temperatur.Sammenlignet med karbonnegative elektrodematerialer har litiumtitanat et høyere potensial (1,55V høyere enn metallisk litium), noe som resulterer i at det faste-væskelaget vanligvis vokser på overflaten av elektrolytten og at karbonnegativ elektrode ikke dannes på overflaten av litiumtitanat. .
Enda viktigere er det at det er vanskelig for litiumdendritter å danne seg på overflaten av litiumtitanat innenfor spenningsområdet for normal batteribruk.Dette eliminerer i stor grad muligheten for kortslutninger dannet av litiumdendritter inne i batteriet.Så sikkerheten til litium-ion-batterier med litiumtitanat som negativ elektrode er for tiden den høyeste blant alle typer litium-ion-batterier som forfatteren har sett.
De fleste industriinnsidere har hørt at litiumbatteriets sykluslevetid til litiumtitanat som erstatter grafitt som negativt elektrodemateriale kan nå titusenvis av ganger, langt høyere enn vanlige tradisjonelle litiumionbatterier, og det vil dø etter bare noen få tusen sykluser .
På grunn av det faktum at de fleste profesjonelle litium-ion-batterier aldri har begynt å lage litium-titanat-batteriprodukter, eller bare har laget dem noen få ganger og havnet fort når de støter på vanskeligheter.Så de kunne ikke roe seg ned og tenke nøye over hvorfor de fleste perfekt laget tradisjonelle litium-ion-batterier bare kan fullføre en levetid på 1000-2000 lade- og utladingssykluser?
Battery.jpg
Er den grunnleggende årsaken til den korte levetiden til tradisjonelle litium-ion-batterier på grunn av en av de grunnleggende komponentene - den pinlige byrden av grafitt negative elektrode?Når den negative grafittelektroden er erstattet med en negativ litiumtitanat-elektrode av spinelltypen, kan det i utgangspunktet identiske litiumionbatteriets kjemiske system sykles titusenvis eller til og med hundretusenvis av ganger.
I tillegg, når mange snakker om den lave energitettheten til litiumtitanatbatterier, overser de et enkelt, men viktig faktum: den ultralange sykluslevetiden, ekstraordinære sikkerheten, utmerkede kraftegenskaper og god økonomi til litiumtitanatbatterier.Disse egenskapene vil være en viktig hjørnestein for den fremvoksende storskala litium-ion energilagringsindustrien.
I løpet av det siste tiåret eller så har forskning på litiumtitanat-batteriteknologi vært booming både innenlands og internasjonalt.Dens industrielle kjede kan deles inn i fremstilling av litiumtitanatmaterialer, produksjon av litiumtitanatbatterier, integrasjon av litiumtitanatbatterisystemer og deres anvendelser i markedet for elektriske kjøretøy og energilagring.
1. Litiumtitanatmateriale
Internasjonalt er det ledende selskaper innen forskning og industrialisering av litiumtitanatmaterialer, som Oti Nanotechnology fra USA, Ishihara Industries fra Japan og Johnson&Johnson fra Storbritannia.Blant dem har litiumtitanatmaterialet produsert av amerikansk titan utmerket ytelse når det gjelder hastighet, sikkerhet, lang levetid og høye og lave temperaturer.På grunn av de for lange og presise produksjonsmetodene er imidlertid produksjonskostnadene relativt høye, noe som gjør det vanskelig å kommersialisere og markedsføre.
Innleggstid: 14. mars 2024