З моменту індустріалізації літій-іонних акумуляторів у 1991 році графіт був домінуючим матеріалом негативного електрода для акумуляторів.Титанат літію, як новий тип матеріалу негативного електрода для літій-іонних акумуляторів, привернув увагу наприкінці 1990-х років завдяки своїм чудовим характеристикам.Наприклад, матеріали з титанату літію можуть зберігати високий ступінь стабільності своєї кристалічної структури під час введення та видалення іонів літію з мінімальними змінами постійних гратки (зміна об’єму
Цей електродний матеріал із «нульовою деформацією» значно подовжує термін служби літій-титанатних батарей.Титанат літію має унікальний тривимірний дифузійний канал літій-іонів зі структурою шпінелі, який має такі переваги, як відмінні енергетичні характеристики та відмінні характеристики при високих і низьких температурах.Порівняно з матеріалами вуглецевих негативних електродів, титанат літію має вищий потенціал (на 1,55 В вище, ніж металевий літій), що призводить до того, що на поверхні електроліту зазвичай росте твердо-рідкий шар, а вуглецевий негативний електрод не утворюється на поверхні титанату літію. .
Що ще важливіше, літієвим дендритам важко утворюватися на поверхні титанату літію в діапазоні напруги при нормальному використанні батареї.Це значною мірою виключає можливість короткого замикання, утвореного літієвими дендритами всередині акумулятора.Таким чином, безпека літій-іонних акумуляторів з титанатом літію в якості негативного електрода наразі найвища серед усіх типів літій-іонних акумуляторів, які бачив автор.
Більшість інсайдерів галузі чули, що термін служби літієвої батареї титанату літію, який замінює графіт як матеріал негативного електрода, може досягати десятків тисяч разів, що набагато вище, ніж у звичайних традиційних літій-іонних батарей, і він помре лише через кілька тисяч циклів. .
Через те, що більшість професійних спеціалістів з літій-іонних акумуляторів ніколи насправді не починали виготовляти літій-титанатні акумулятори або робили їх лише кілька разів і закінчували поспішно, коли стикалися з труднощами.Тож вони не могли заспокоїтися й добре подумати про те, чому найдосконаліші традиційні літій-іонні батареї можуть прослужити лише 1000-2000 циклів заряджання та розряджання?
Батарея.jpg
Чи основна причина короткого терміну служби традиційних літій-іонних акумуляторів полягає в одному з його основних компонентів – незручному тягарі графітового негативного електрода?Після того, як графітовий негативний електрод замінено негативним електродом з титанату літію типу шпінелі, практично ідентична хімічна система літій-іонного акумулятора може циклічно змінюватися десятки тисяч або навіть сотні тисяч разів.
Крім того, коли багато людей говорять про низьку щільність енергії літій-титанатних батарей, вони ігнорують простий, але важливий факт: надтривалий термін служби, надзвичайну безпеку, відмінні характеристики потужності та хорошу економію літій-титанатних батарей.Ці характеристики стануть важливим наріжним каменем для нової індустрії літій-іонних накопичувачів енергії.
За останнє десятиліття чи близько того дослідження технології акумуляторів з титанату літію процвітали як усередині країни, так і за кордоном.Його промисловий ланцюг можна розділити на підготовку літій-титанатних матеріалів, виробництво літій-титанатних акумуляторів, інтеграцію літій-титанатних батарейних систем і їх застосування на ринках електромобілів і накопичувачів енергії.
1. Матеріал титанат літію
На міжнародному рівні існують провідні компанії з дослідження та індустріалізації матеріалів з титанату літію, такі як Oti Nanotechnology зі Сполучених Штатів, Ishihara Industries з Японії та Johnson&Johnson зі Сполученого Королівства.Серед них титанат літію, вироблений американським титаном, має чудові характеристики з точки зору швидкості, безпеки, тривалого терміну служби та високих і низьких температур.Однак через надто тривалі та точні методи виробництва вартість виробництва є відносно високою, що ускладнює комерціалізацію та просування.
Час публікації: 14 березня 2024 р