В чем преимущества и недостатки литий-титанатных батарей.

Недостатки литиево-титанатной батареи

Преимущество

Замена топливных транспортных средств электромобилями - лучший выбор для решения проблемы загрязнения окружающей среды в городах. Среди них литий-ионные аккумуляторные батареи привлекли большое внимание исследователей. Чтобы удовлетворить требования электромобилей к бортовым ионным аккумуляторным батареям, были разработаны высокие требования к безопасности и быстродействию. А долговечный анодный материал - это горячая и трудная точка.

В коммерческом аноде литий-ионной батареи в основном используется углеродный материал, но литиевая батарея с углеродом в качестве отрицательного электрода все еще имеет некоторые недостатки в применении:

1. Литиевые дендриты легко осаждаются при перезарядке, вызывая короткое замыкание батареи и влияя на характеристики безопасности литиевой батареи;

2. Легко формируется пленка SEI, что приводит к снижению начальной эффективности заряда и разряда, необратимой емкости;

3. То есть углеродный материал имеет низкое напряжение платформы (близкое к металлическому литию) и легко вызывает разложение электролита, тем самым создавая угрозу безопасности.

4. Изменение объема велико в процессе введения и извлечения иона лития, а стабильность цикла оставляет желать лучшего.

По сравнению с углеродными материалами шпинельный Li4Ti5O12 имеет очевидные преимущества:

1. Это материал с нулевой деформацией и хорошими циклическими характеристиками;

2. Напряжение разряда стабильно, а электролит не разлагается, что повышает безопасность литиевой батареи;

3. По сравнению с углеродным материалом отрицательного электрода титанат лития имеет высокий коэффициент диффузии ионов лития (2 * 10-8 см2 / с) и может заряжаться и разряжаться с высокой скоростью.

4. Потенциал титаната лития выше, чем у чистого металлического лития, из которого нелегко производить ответвления кристаллов лития, что обеспечивает основу для обеспечения безопасности литиевых батарей.

Недостаток

1. Плотность энергии других типов литий-ионных батарей будет ниже.

2. Проблема метеоризма препятствует применению литий-титанатных батарей.

3. Относительно высокие цены на другие типы литий-ионных аккумуляторов.

4. По-прежнему есть разница в плотности батареи. По мере увеличения времени зарядки и разрядки разница в прочности батареи будет постепенно увеличиваться.

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 литиевого металлического или отрицательного электрода из литиевого сплава благодаря высокой безопасности, высокой стабильности, долгому сроку службы и экологической защите окружающей среды титаната лития. .

Можно предвидеть, что материалы из титаната лития станут анодным материалом нового поколения литий-ионных аккумуляторов через 2-3 года и широко используются в транспортных средствах с новой энергией, электрических мотоциклах и требуют высокой безопасности, высокой стабильности и области применения с длительным циклом. Литий-титанатная батарея имеет рабочее напряжение 2,4 В, максимальное напряжение 3,0 В и зарядный ток более 2 ° C (т. Е. Ток, в два раза превышающий значение емкости аккумулятора).

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.

Преимущество

Замена топливных транспортных средств электромобилями - лучший выбор для решения проблемы загрязнения окружающей среды в городах. Среди них литий-ионные аккумуляторные батареи привлекли большое внимание исследователей. Чтобы удовлетворить требования электромобилей к бортовым ионным аккумуляторным батареям, были разработаны высокие требования к безопасности и быстродействию. А долговечный анодный материал - это горячая и трудная точка.

В коммерческом аноде литий-ионной батареи в основном используется углеродный материал, но литиевая батарея с углеродом в качестве отрицательного электрода по-прежнему имеет некоторые недостатки в применении:

1. Литиевые дендриты легко осаждаются при перезарядке, вызывая короткое замыкание батареи и влияя на характеристики безопасности литиевой батареи;

2. Легко формируется пленка SEI, что приводит к снижению начальной эффективности заряда и разряда, необратимой емкости;

3. То есть углеродный материал имеет низкое напряжение платформы (близкое к металлическому литию) и легко вызывает разложение электролита, тем самым создавая угрозу безопасности.

4. Изменение объема велико в процессе введения и извлечения иона лития, а стабильность цикла оставляет желать лучшего.

По сравнению с углеродными материалами шпинельный Li4Ti5O12 имеет очевидные преимущества:

1. Это материал с нулевой деформацией и хорошими циклическими характеристиками;

2. Напряжение разряда стабильно, а электролит не разлагается, что повышает безопасность литиевой батареи;

3. По сравнению с углеродным материалом отрицательного электрода титанат лития имеет высокий коэффициент диффузии ионов лития (2 * 10-8 см2 / с) и может заряжаться и разряжаться с высокой скоростью.

4. Потенциал титаната лития выше, чем у чистого металлического лития, и получить дендриты лития непросто, что обеспечивает основу для обеспечения безопасности литиевых батарей.

Недостаток

1. Плотность энергии других типов литий-ионных батарей будет ниже.

2. Проблема метеоризма препятствует применению литий-титанатных батарей.

3. Относительно высокие цены на другие типы литий-ионных аккумуляторов.

4. По-прежнему есть разница в плотности батареи. По мере увеличения времени зарядки и разрядки разница в прочности батареи будет постепенно увеличиваться.

Промышленное динамическое редактирование

Литиевая батарея "Scib" производства японской компании, отрицательный электрод - материал из титаната лития, который серийно применялся с электрическим мотоциклом "EV-neo".

С апреля 2011 года Chongqing Public Transport Group начала эксплуатировать быстрозарядные электрические автобусы партиями на 689 и 687 дорогах в Чунцине. Пока первые машины эксплуатируются два года. Ядром этих транспортных средств является микромощный литий-титанатный LpTO-аккумулятор, а «10-минутная технология быстрой зарядки» прошла строгие испытания при реальной коммерческой эксплуатации автобуса, а общие характеристики превосходны.

Внутренняя компания Zhuhai Yinlong New Energy Co., Ltd. в конце 2009 года начала массовое производство батарей из титаната лития и накопления энергии, а в ноябре 2010 года приобрела 51% мирового лидера в области технологии титаната лития, зарегистрированного на бирже Nasdaq в США, с владением 51 млрд юаней. 51% АЛЬТАИР. Китайские компании, которые начинают заниматься аккумуляторным бизнесом, увеличили свои технологические возможности за счет приобретения американских компаний. Этот подход является наиболее прямым выражением стремительной динамики сегодняшних китайских компаний, устроивших первый случай трансграничного приобретения китайской аккумуляторной промышленности.

В Китае есть много исследовательских подразделений, которые продвигают исследования анодных материалов Li4Ti5012, например, Тяньцзиньский университет, Тяньцзиньский научно-исследовательский институт энергетики, Пекинский университет науки и технологий, Сямэньский университет, Уханьский университет, Чэндуский институт Китайской академии наук, Шэньчжэньские исследования. Институт Университета Цинхуа и др. Проводят исследования в этой области.

Страница содержит содержимое машинного перевода.