Подробное объяснение преимуществ и недостатков батареи титаната лития

Литий-титанатная батарея представляет собой литий-ионную вторичную батарею, которая используется в качестве материала отрицательного электрода для литий-ионной батареи, титанат лития, и может состоять из материала положительного электрода, такого как манганат лития, тройного материала или фосфата лития-железа для образования 2,4 В или 1,9 В. Кроме того, его также можно использовать в качестве положительного электрода, а литиевая вторичная батарея 1,5 В состоит из металлического лития или отрицательного электрода из литиевого сплава.

Почему литий-титанатная батарея не стала популярной - литий-титанатная батарея объясняет преимущества и недостатки

Материал титаната лития (LTO) используется в качестве материала отрицательного электрода в батареях. Из-за своих характеристик материал и электролит, вероятно, будут взаимодействовать друг с другом и вызывать выделение газа во время реакции цикла заряда и разряда. Таким образом, обычная батарея из титаната лития склонна к вздутию живота, в результате чего возникает аккумуляторная батарея, и электрические характеристики также значительно снижаются, что значительно сокращает теоретический срок службы батареи титаната лития. Данные испытаний показывают, что обычная батарея из титаната лития взорвется после 1500-2000 циклов, что может привести к нормальному использованию, что является важной причиной ограничения крупномасштабного применения батарей титаната лития.

Повышение производительности батареи из титаната лития (LTO) - это сочетание улучшенных характеристик отдельных материалов и органической интеграции основных материалов. В ответ на требования быстрой зарядки и длительного срока службы, в дополнение к материалу анода, наконец сформировалось другое ключевое сырье для литий-ионных аккумуляторов (включая катодные материалы, сепараторы и электролиты) в сочетании со специальным опытом инженерных процессов. Аккумулятор из титаната лития LpTO без метеоризма впервые реализовал пакетное применение на электрическом автобусе.

Данные испытаний показывают, что в условиях заряда 6C, разряда 6C и 100% DOD одиночный элемент из титаната лития LpTO имеет срок службы более 25 000 циклов, а оставшаяся емкость превышает 80%. При этом метеоризм, создаваемый аккумулятором, не очевиден и на него не влияет. Срок его службы; Практическое применение электробуса с быстрой зарядкой в Чунцине также показывает, что после группировки аккумуляторов электрические характеристики также очень хорошие, что может гарантировать ежедневную коммерческую эксплуатацию чисто электрического автобуса.

Преимущества литиево-титанатной батареи

Почему литий-титанатная батарея не стала популярной - преимущества и недостатки литиево-титанатной батареи объясняют

1, хорошая безопасность и стабильность

Когда обычный угольный электрод перезаряжается после введения лития, на поверхности электрода может выпадать металлический литий, и реакция с электролитом вступает в реакцию с образованием горючего газа, что создает угрозу безопасности. Потенциал титаната лития выше, чем у чистого металлического лития, нелегко создавать ветви кристалла лития, напряжение разряда стабильно, и, таким образом, характеристики безопасности литиевой батареи улучшаются. Сторонняя организация провела испытания литий-титанатных батарей и обнаружила, что они намного безопаснее, чем другие литиевые батареи, потому что они не выделяют дым, не загораются и не взрываются при суровых испытаниях, таких как иглоукалывание, экструзия и короткое замыкание. Поэтому многие люди в отрасли считают, что титанат лития очень подходит для использования в военных областях, где стабильность батареи чрезвычайно высока.

Безопасность и устойчивость электромобилей - важнейший показатель для потребителей. Независимо от того, как долго будет запас хода, если проблема безопасности не может быть решена, потребитель будет управлять автомобилем только с несвоевременной бомбой и сверхбезопасными характеристиками литиево-титанатной батареи. Сверхбезопасная работа литий-титанатных батарей, несомненно, понравится потребителям.

2, быстрая зарядка отличная

По сравнению с углеродным анодным материалом титанат лития имеет высокий коэффициент диффузии ионов лития и может заряжаться и разряжаться с высокой скоростью. При значительном сокращении времени зарядки влияние на срок службы невелико, а термическая стабильность также высока. Согласно тестам, батарея из титаната лития, разработанная по последнему слову техники, может быть заполнена примерно за десять минут, что является качественным скачком по сравнению с традиционной батареей.

Слишком долгое время зарядки всегда было препятствием, которое трудно преодолеть при разработке электромобилей. Обычно используется чисто электрический автобус с медленной зарядкой, а время зарядки составляет не менее 4 часов. Время зарядки многих чисто электрических легковых автомобилей достигает 8 часов. Быстрая зарядка электромобилей - это тенденция будущего, и потребители не хотят тратить слишком много времени на ожидание зарядки.

3, долгий цикл жизни

Срок службы батареи определяет рентабельность всего транспортного средства на новой энергии и является основным конкурентным преимуществом после того, как транспортное средство на новой энергии выходит из-под политики субсидирования. Увеличенный срок службы автомобильных аккумуляторов позволяет потребителям позволить себе и позволить себе их.

Другие традиционные литий-ионные батареи, такие как литий-железо-фосфатные батареи, имеют проблему значительного уменьшения емкости и сокращения срока службы во время использования, что не только влияет на нормальное использование пользователем, но также увеличивает стоимость замены батареи. Этот неудачный опыт, вероятно, отпугнет потребителей от использования электромобилей, что не способствует устойчивому развитию индустрии транспортных средств на новой энергии. Литий-титанатные батареи хорошо решают эти проблемы.

Когда батарея титаната лития заряжается и разряжается, интеркаляция и деинтеркаляция ионов лития не вызывают изменения кристаллической структуры титаната лития и, таким образом, мало влияют на структуру материала титаната лития. По этой причине титанат лития также известен как «материал с нулевой деформацией». Литий-титанатная батарея превосходит существующие литий-железо-фосфатные батареи с «медленной зарядкой до 5 лет и быстрой зарядкой до 2 лет». Согласно данным испытаний, средний срок службы батареи составляет 3000 раз, а батарея из титаната лития может быть полностью заряжена и разряжена до 30 000 раз. Через 10 лет в качестве аккумуляторной батареи ее можно использовать как аккумуляторную батарею. 20 лет. Это также означает, что батарея из титаната лития может достичь того же срока службы, что и автомобиль, и пользователю не нужно заменять батарею при фактическом использовании, и почти не увеличивает последующие затраты.

4, хорошая устойчивость к широким температурам

Структура шпинели батареи титаната лития имеет трехмерный канал диффузии ионов лития, поэтому батарея титаната лития также превосходна при высоких и низких температурах. Как правило, у электромобилей возникают проблемы при зарядке и разрядке при минус 10 ° C. Литий-титанатный аккумулятор имеет хорошую устойчивость к широким температурам и хорошую долговечность, и его можно нормально заряжать и разряжать при температуре от минус 50 ° C до нуля при 60 ° C, во льду он или нет. Northland, все еще находящийся на горячем юге, не повлияет на работу транспортных средств из-за «шока» аккумулятора, избавляя пользователей от беспокойства.

Эти преимущества литий-титанатной батареи могут значительно сэкономить на строительстве зарядной станции, затратах на персонал и т. Д. Она больше подходит для продвижения и применения в области автобусов, а автобусная система является «основным полем битвы» для продвижения и применение автобусов на новой энергии в Китае. Отзывы с рынка автобусов, который в настоящее время имеет самую высокую долю транспортных средств на новой энергии, показывают, что метод быстрой зарядки больше подходит для реальных потребностей текущего рынка автобусов. Прошло более двух лет с момента эксплуатации автобуса, работающего на новой энергии, использующего литий-титанатную батарею, на автобусной компании в провинции Хэбэй. Опыт ответственного лица: «Автомобиль можно полностью зарядить за 6-10 минут, а водитель может изменить смену. Пробел можно заполнить ».

В аноде батареи из титаната лития используется титанат лития, и его доля на рынке очень мала по сравнению с литиевыми батареями массового производства для графитовых отрицательных электродов. Согласно данным, в автобусе с новой энергией рыночная доля литий-титанатной батареи составляет около 3%, что намного ниже рыночной доли 88% литиево-железо-фосфатной батареи; в области легковых автомобилей, литий-титанатных аккумуляторов и прочего. Миноритарные технологии занимают 3% рынка.

Почему литий-титанатная батарея не стала популярной - литий-титанатная батарея объясняет преимущества и недостатки

Почему батареи из титаната лития не являются популярными? Есть несколько основных причин этого явления:

1, срок службы литиевой батареи, производительность и т. Д. Зависит от многих аспектов, особенно от воздействия четырех основных материалов. Титанат лития - это только материал отрицательного электрода, и то, как этот материал можно улучшить, также трудно дать продукту непревзойденное преимущество. Кроме того, материал положительного электрода является наиболее важным материалом, влияющим на производительность литиевых батарей.

2. Самый большой недостаток литиево-титанатной батареи - низкая удельная энергия и высокая стоимость. В частности, низкая плотность энергии определяется принципиальными характеристиками материала отрицательного электрода титаната лития, и трудно иметь большое пространство для прорыва. Стоимость может быть уменьшена за счет масштаба и в зависимости от принципиальных недостатков. Их нельзя изменить с помощью технологий.

3. Что касается титанатно-литиевой батареи, заявленной о длительном сроке службы, то ее сложнее пройти сертификацию. Срок службы батареи также зависит от материала положительного электрода, электролита, диафрагмы и рабочей температуры. Титанат лития используется в качестве отрицательного электрода, и у него также есть проблемы, такие как метеоризм и постоянство длительного использования. В настоящее время невозможно доказать, что литиево-кислотные батареи прослужат дольше, чем другие батареи. В настоящее время срок службы литиево-железо-фосфатных и тройных батарей превышает 2000 раз. По общей частоте использования достигается за 7-10 лет. С развитием технологий их будет 3 000 раз и 4 000 раз. Слишком далеко ситуация может использоваться более 10 лет или даже 20 лет службы, что будет превышать общий жизненный цикл автомобиля. Литий-титанатные батареи не имеют преимуществ, даже если они имеют долгий срок службы.

4, литий-титанатная батарея, чтобы сделать меньше предприятий, приведет к меньшим инвестициям в общие исследования и разработки отрасли, из текущих инвестиций в исследования и разработки аккумуляторных компаний и планирования инвестиций, немногие компании будут сосредоточены на разработке литиевых титанатных батарей. В будущем другие технологии литиевых батарей будут развиваться быстрее, чем литий-титанатные батареи.

5, новые исследования производства войны с точки зрения отраслевых тенденций, не верьте, что международные основные компании не делают хорошие технологии, будет сиять в Китае. Фундаментальные исследования Китая все еще далеки от уровня передовых международных предприятий. Это равносильно прихоти - хотеть просочиться в мировую технологическую тенденцию. В будущем рынок титанатных литиевых батарей будет очень ограничен. В автомобильной промышленности практически нет места, а пространство для автомобильной промышленности в будущем будет меньше, чем сейчас. Сферу накопления энергии можно попробовать, но она никогда не станет мейнстримом. В сочетании с высокой ценой по сравнению с высокими показателями стоимости будущих аккумуляторов энергии перспективы использования титаната лития в области аккумулирования энергии также вызывают беспокойство.

Статус разработки

Почему литий-титанатная батарея не стала популярной - литий-титанатная батарея объясняет преимущества и недостатки

Несмотря на недостатки литий-титанатных батарей, они обладают значительными преимуществами с точки зрения безопасности, заряда и разряда, а также срока службы, что указывает на недостатки других типов аккумуляторных батарей, представленных сегодня на рынке. В настоящее время отечественные компании, занимающиеся исследованиями и разработками батарей из титаната лития, включают Yinlong и Weihong Power. С увеличением исследований и разработок титаната лития некоторые технические проблемы будут решены.

Понятно, что компания Yinlong, освоившая основную технологию титаната лития, разработала батарею из титаната лития с высокой плотностью энергии четвертого поколения, которая имеет снижение стоимости на 40% и увеличение плотности энергии на 60% по сравнению с батареей из титаната лития. третье поколение. Иньлун также освоил основную технологию исследований и разработок водорода и титана, которая эффективно решит проблему плотности энергии батареи. В настоящее время Yinlong не только реализует успешную работу своей продукции в более чем 30 городах в Пекине, Шицзячжуане, Ханьдане, Чжухае и др. Успешно вышла на зарубежные рынки США, Германии, Франции. В 2015 году Yinlong продала почти 7000 автомобилей по всему миру. . Понятно, что в будущем Yinlong также решит проблему непродолжительного пробега транспортных средств на новой энергии за счет комбинации литиево-титанатной батареи и топливного элемента.

В течение многих лет Micro-Power уделяла особое внимание исследованиям и разработке основных материалов для литий-ионных аккумуляторных батарей, а также разработке литий-титанатных батарей в качестве своего основного стратегического направления. В 2011 году Weihong Power инвестировала в первую линию автобусов с быстрой зарядкой в Китае, достигнув к 2015 году годового объема продаж 1,5 миллиарда юаней. После многих лет исследований Weihong Power выбрала пористый композитный углерод из титаната лития, который выдерживает высокие токи и имеет шпинель. структура в качестве материала отрицательного электрода. В 2013 году была выпущена литиевая батарея LpCO второго поколения с быстрой зарядкой, чтобы избежать быстрой. Ток большой мощности представляет угрозу безопасности батареи в сочетании с электролитом, не связанным с горением, технологией диафрагмы с высокой пористостью и проницаемостью и интеллектуальной технологией теплоносителя STL для повышения безопасности зарядки. 9 июня 2016 года на церемонии вручения награды «Премии за инновации в сфере трансформации бизнеса», проведенной Financial Times, компания Weihong Power получила «Премию за достижения в области инноваций в области трансформации городов с низким уровнем выбросов углерода» и «Премию за выдающиеся достижения в области трансформации инноваций в бизнесе». Это была единственная китайская компания, выбранная для церемонии.

Несмотря на то, что споры о батареях из титаната лития не прекратились, это не так уж плохо. Пусть разные голоса будут полностью выражены, и истина будет разъясняться все больше и больше. Хотя разногласия по поводу литий-титанатных батарей в некоторой степени повлияют на рынок и доверие потребителей к литиево-титанатным батареям, они могут повлиять на инвестиционные решения, но пять преимуществ титанатных литиевых батарей, будущий титанат лития Продолжающийся прорыв в аккумуляторных технологиях, а также По опыту эксплуатации таких компаний, как Yinlong и Weihong Power, в транспортных средствах, поддерживающих титанат лития, можно судить о том, что батареи из титаната лития в будущем станут «живой силой» для новой технологии аккумуляторных батарей для транспортных средств.

Страница содержит содержимое машинного перевода.