Sinds de industrialisatie van lithium-ionbatterijen in 1991 is grafiet het dominante negatieve elektrodemateriaal voor batterijen.Lithiumtitanaat, als nieuw type negatief elektrodemateriaal voor lithium-ionbatterijen, kreeg eind jaren negentig aandacht vanwege zijn uitstekende prestaties.Lithiumtitanaatmaterialen kunnen bijvoorbeeld een hoge mate van stabiliteit in hun kristalstructuur behouden tijdens het inbrengen en verwijderen van lithiumionen, met minimale veranderingen in roosterconstanten (volumeverandering
Dit ‘zero-strain’-elektrodemateriaal verlengt de levensduur van lithiumtitanaatbatterijen aanzienlijk.Lithiumtitanaat heeft een uniek driedimensionaal lithiumiondiffusiekanaal met een spinelstructuur, dat voordelen heeft zoals uitstekende vermogenseigenschappen en uitstekende prestaties bij hoge en lage temperaturen.Vergeleken met koolstof-negatieve elektrodematerialen heeft lithiumtitanaat een hoger potentieel (1,55 V hoger dan metallisch lithium), wat ertoe leidt dat de vaste-vloeistoflaag die gewoonlijk op het oppervlak van de elektrolyt groeit, en dat de koolstof-negatieve elektrode zich niet op het oppervlak van lithiumtitanaat vormt. .
Belangrijker nog is dat het moeilijk is dat lithiumdendrieten zich vormen op het oppervlak van lithiumtitanaat binnen het spanningsbereik van normaal batterijgebruik.Dit elimineert grotendeels de mogelijkheid van kortsluiting gevormd door lithiumdendrieten in de batterij.Dus de veiligheid van lithium-ionbatterijen met lithiumtitanaat als negatieve elektrode is momenteel de hoogste van alle soorten lithium-ionbatterijen die de auteur heeft gezien.
De meeste insiders uit de industrie hebben gehoord dat de levensduur van de lithiumbatterij van lithiumtitanaat dat grafiet vervangt, omdat het materiaal van de negatieve elektrode tienduizenden keren kan bedragen, veel hoger dan de gebruikelijke traditionele lithium-ionbatterijen, en dat deze na slechts een paar duizend cycli leeg zal raken. .
Vanwege het feit dat de meeste professionele professionals op het gebied van lithium-ionbatterijen nooit echt zijn begonnen met het maken van lithiumtitanaatbatterijproducten, of ze slechts een paar keer hebben gemaakt en haastig zijn beland toen ze problemen ondervonden.Dus ze konden niet kalmeren en goed nadenken over waarom de meeste perfect gemaakte traditionele lithium-ionbatterijen slechts een levensduur van 1000-2000 laad- en ontlaadcycli kunnen voltooien?
Batterij.jpg
Is de fundamentele reden voor de korte levensduur van traditionele lithium-ionbatterijen te wijten aan een van de basiscomponenten ervan: de genante last van de negatieve grafietelektrode?Zodra de negatieve elektrode van grafiet is vervangen door een negatieve lithiumtitanaatelektrode van het spineltype, kan het in principe identieke chemische systeem van de lithium-ionbatterij tienduizenden of zelfs honderdduizenden keren worden gebruikt.
Wanneer veel mensen praten over de lage energiedichtheid van lithiumtitanaatbatterijen, zien ze bovendien een eenvoudig maar belangrijk feit over het hoofd: de ultralange levensduur, de buitengewone veiligheid, de uitstekende vermogenskenmerken en de goede zuinigheid van lithiumtitanaatbatterijen.Deze kenmerken zullen een belangrijke hoeksteen vormen voor de opkomende grootschalige lithium-ion-energieopslagindustrie.
In de afgelopen tien jaar is het onderzoek naar de technologie van lithiumtitanaatbatterijen zowel in eigen land als internationaal enorm gegroeid.De industriële keten kan worden onderverdeeld in de bereiding van lithiumtitanaatmaterialen, de productie van lithiumtitanaatbatterijen, de integratie van lithiumtitanaatbatterijsystemen en hun toepassingen in de markten voor elektrische voertuigen en energieopslag.
1. Lithiumtitanaatmateriaal
Internationaal zijn er toonaangevende bedrijven in het onderzoek en de industrialisatie van lithiumtitanaatmaterialen, zoals Oti Nanotechnology uit de Verenigde Staten, Ishihara Industries uit Japan en Johnson&Johnson uit het Verenigd Koninkrijk.Onder hen heeft het lithiumtitanaatmateriaal geproduceerd door Amerikaans titanium uitstekende prestaties op het gebied van snelheid, veiligheid, lange levensduur en hoge en lage temperaturen.Vanwege de buitensporig langdurige en nauwkeurige productiemethoden zijn de productiekosten echter relatief hoog, waardoor het moeilijk is om het op de markt te brengen en te promoten.
Posttijd: 14 maart 2024