Каковы преимущества и недостатки технологии батарей из титаната лития?

Преимущества литиево-титанатной батареи

Литий-титанатная батарея имеет небольшой объем, легкий вес, высокую плотность энергии, хорошую герметичность, отсутствие утечек, отсутствие эффекта памяти, низкую скорость саморазряда, быструю зарядку и разрядку, длительный срок службы, широкий диапазон рабочих температур, безопасный и стабильный зеленый цвет. и так далее, поэтому он имеет очень широкую перспективу применения в области связи.

Когда титанат лития используется в качестве материала отрицательного электрода, потенциальная платформа достигает 1,55 В, что более чем на 1 В выше, чем у обычного графитового материала отрицательного электрода. Хотя некоторая плотность энергии теряется, это означает, что аккумулятор безопаснее. Лу Лу, технический эксперт, однажды сказал, что батарея должна быть разряжена, когда батарея быстро заряжается. Однако, если он слишком низкий, литиевая батарея легко выделит очень активный металлический литий. Этот ион лития не только проводит, но и реагирует с электролитом. Выделяет тепло, выделяет горючие газы и вызывает пожар. Титанат лития предотвращает осаждение ионов лития, поскольку высокое напряжение 1 В позволяет избежать отрицательного напряжения 0, тем самым обеспечивая безопасность батареи.

Поскольку титанатно-литиевый аккумулятор можно безопасно использовать как в высокотемпературной, так и в низкотемпературной среде, он также демонстрирует свои важные преимущества в виде широкой термостойкости (особенно низкой термостойкости). В настоящее время безопасный диапазон рабочих температур литий-титанатной батареи Yinlong составляет от -50 до 65 градусов, в то время как обычная отрицательная батарея на основе графита начинает ослабевать, когда температура ниже -20 градусов, а зарядная емкость составляет всего лишь -30 градусов. 14% от общей емкости не работает нормально в холодную погоду. Кроме того, поскольку объем литий-титанатной батареи изменяется всего на 1%, даже если он перезаряжен, он называется материалом с нулевой деформацией, что обеспечивает чрезвычайно долгий срок службы. Вэй Инькан, председатель Yinlong, однажды сказал, что срок службы батареи титаната лития Yinlong может достигать 30 лет, что эквивалентно сроку службы автомобиля, в то время как средний срок службы батареи из обычного графитового анодного материала составляет всего 3-4 года. Литий-титанатные батареи менее дороги с точки зрения жизненного цикла.

Последним преимуществом титаната лития является его быстрая зарядка и разрядка, а также высокая скорость заряда. В настоящее время скорость зарядки литий-титанатной батареи Yinlong составляет 10 ° C или даже 20 ° C, в то время как увеличение заряда аккумулятора обычного графитового анодного материала составляет всего 2-4 ° C. Основываясь на этих технических характеристиках литий-титанатных батарей, промышленность считает, что они удовлетворяют потребности в новых энергетических автобусах и крупномасштабном оборудовании для хранения энергии.

Недостатки литиево-титанатной батареи

Тем не менее, отличные характеристики безопасности делают исследования по титанатно-литиевой батарее горячей точкой, но более низкая электронная проводимость (10-13 См / см) и коэффициент диффузии ионов лития самого материала Li4Ti5O12 (10-10 ~ 10-13 см2 / с) значительно ограничивает применение зарядки и разрядки с большим увеличением. Некоторые ученые показали, что нанометровый размер частиц Li4Ti5O12 может расширить эффективную площадь реакции и уменьшить расстояние диффузии, тем самым значительно улучшив быстродействие материала. Однако следует отметить, что процесс наноматериализации материалов часто бывает сложным и требует больших затрат, и в настоящее время трудно осуществить крупномасштабное промышленное производство.

Литий-титанатная батарея будет продолжать выделять газ во время переработки, что приведет к вздутию аккумуляторной батареи, особенно при высоких температурах, влияя на контакт между положительным и отрицательным электродами, увеличивая импеданс батареи, влияя на производительность батареи. Это также одно из основных препятствий, ограничивающих широкое использование титаната лития, материала отрицательного электрода, в батареях.