Od industrializacije litij-ionskih baterij leta 1991 je bil grafit prevladujoč material negativne elektrode za baterije.Litijev titanat, kot nova vrsta materiala negativne elektrode za litij-ionske baterije, je bil v poznih devetdesetih letih prejšnjega stoletja deležen pozornosti zaradi svoje odlične zmogljivosti.Na primer, materiali litijevega titanata lahko ohranijo visoko stopnjo stabilnosti svoje kristalne strukture med vstavljanjem in odstranjevanjem litijevih ionov z minimalnimi spremembami konstant rešetke (sprememba prostornine
Ta "ničelni" elektrodni material močno podaljša življenjsko dobo litij-titanatnih baterij.Litijev titanat ima edinstven tridimenzionalni difuzijski kanal litijevega iona s spinelno strukturo, ki ima prednosti, kot so odlične karakteristike moči in odlična zmogljivost pri visokih in nizkih temperaturah.V primerjavi z materiali za ogljikove negativne elektrode ima litijev titanat višji potencial (1,55 V višji od kovinskega litija), kar ima za posledico, da se na površini elektrolita običajno razvije plast trdno-tekoče, ogljikova negativna elektroda pa se ne oblikuje na površini litijevega titanata. .
Še pomembneje je, da se litijevi dendriti težko oblikujejo na površini litijevega titanata znotraj napetostnega območja običajne uporabe baterije.To v veliki meri odpravi možnost kratkega stika, ki ga tvorijo litijevi dendriti znotraj baterije.Tako je varnost litij-ionskih baterij z litijevim titanatom kot negativno elektrodo trenutno najvišja med vsemi vrstami litij-ionskih baterij, ki jih je avtor videl.
Večina poznavalcev industrije je slišala, da lahko ciklična življenjska doba litijeve baterije litijevega titanata, ki nadomešča grafit kot material negativne elektrode, doseže desettisočkrat, kar je veliko več kot običajne tradicionalne litij-ionske baterije, in bo umrl že po nekaj tisoč ciklih. .
Zaradi dejstva, da večina profesionalnih strokovnjakov za litij-ionske baterije nikoli ni zares začela izdelovati izdelkov iz litij-titanatnih baterij ali pa jih je naredila le nekajkrat in končala v naglici, ko je naletela na težave.Zato se niso mogli umiriti in dobro premisliti, zakaj lahko najbolj popolno izdelane tradicionalne litij-ionske baterije dosežejo življenjsko dobo le 1000-2000 ciklov polnjenja in praznjenja?
Baterija.jpg
Ali je temeljni razlog za kratko življenjsko dobo tradicionalnih litij-ionskih baterij ena od njenih osnovnih komponent – neprijetno breme grafitne negativne elektrode?Ko je grafitna negativna elektroda zamenjana z negativno elektrodo iz litij-titanata spinelnega tipa, je mogoče kemični sistem litij-ionske baterije, ki je v bistvu identičen, več deset tisoč ali celo sto tisočkrat zamenjati.
Poleg tega, ko mnogi ljudje govorijo o nizki energijski gostoti litij-titanatnih baterij, spregledajo preprosto, a pomembno dejstvo: ultra dolgo življenjsko dobo, izredno varnost, odlične karakteristike moči in dobro ekonomičnost litij-titanatnih baterij.Te značilnosti bodo pomemben temelj za nastajajočo obsežno industrijo litij-ionskega shranjevanja energije.
V zadnjem desetletju so raziskave o tehnologiji litij-titanatnih baterij močno napredovale tako doma kot v tujini.Njegovo industrijsko verigo lahko razdelimo na pripravo materialov iz litijevega titanata, proizvodnjo baterij iz litijevega titanata, integracijo baterijskih sistemov iz litijevega titanata in njihovo uporabo na trgih električnih vozil in shranjevanja energije.
1. Material litijev titanat
Mednarodno obstajajo vodilna podjetja v raziskavah in industrializaciji materialov litijevega titanata, kot so Oti Nanotechnology iz Združenih držav, Ishihara Industries iz Japonske in Johnson&Johnson iz Združenega kraljestva.Med njimi ima material litijevega titanata, ki ga proizvaja American titanium, odlične zmogljivosti v smislu hitrosti, varnosti, dolge življenjske dobe ter visokih in nizkih temperatur.Vendar pa so zaradi predolgih in natančnih proizvodnih metod proizvodni stroški relativno visoki, kar otežuje komercializacijo in promocijo.
Čas objave: 14. marec 2024