Какъв е статусът на развитие на технологията за литиево-йонни батерии от титаниев оксид както в страната, така и в чужбина?

След индустриализацията на литиево-йонните батерии през 1991 г., графитът е доминиращият материал за отрицателни електроди за батерии.Литиевият титанат, като нов тип материал за отрицателни електроди за литиево-йонни батерии, привлече вниманието в края на 90-те години поради отличното си представяне.Например, материалите от литиев титанат могат да поддържат висока степен на стабилност в своята кристална структура по време на вмъкването и отстраняването на литиеви йони, с минимални промени в константите на решетката (промяна на обема
Този електроден материал с „нулево напрежение“ значително удължава живота на литиево-титанатните батерии.Литиевият титанат има уникален триизмерен канал за дифузия на литиеви йони със структура на шпинел, който има предимства като отлични мощностни характеристики и отлични характеристики при високи и ниски температури.В сравнение с материалите за въглеродни отрицателни електроди, литиевият титанат има по-висок потенциал (1,55 V по-висок от металния литий), което води до твърдо-течен слой, който обикновено се развива на повърхността на електролита, а въглеродният отрицателен електрод не се образува на повърхността на литиевия титанат .
По-важното е, че е трудно литиевите дендрити да се образуват на повърхността на литиевия титанат в диапазона на напрежението при нормална употреба на батерията.Това до голяма степен елиминира възможността за късо съединение, образувано от литиеви дендрити вътре в батерията.Така че безопасността на литиево-йонните батерии с литиев титанат като отрицателен електрод в момента е най-високата сред всички видове литиево-йонни батерии, които авторът е виждал.
Повечето хора от индустрията са чували, че цикълът на живот на литиевата батерия на литиевия титанат, който замества графита като отрицателен електроден материал, може да достигне десетки хиляди пъти, много повече от обикновените традиционни литиево-йонни батерии, и ще умре само след няколко хиляди цикъла .
Поради факта, че повечето професионални професионалисти с литиево-йонни батерии никога не са започвали да правят батерии с литиево-титанатни батерии или са ги правили само няколко пъти и прибързано са се сблъскали с трудности.Така че те не можаха да се успокоят и да помислят внимателно защо повечето перфектно изработени традиционни литиево-йонни батерии могат да издържат само 1000-2000 цикъла на зареждане и разреждане?
Батерия.jpg
Дали основната причина за краткия живот на традиционните литиево-йонни батерии се дължи на един от основните му компоненти – неудобното бреме на графитния отрицателен електрод?След като графитният отрицателен електрод бъде заменен с отрицателен електрод от литиево-титанатен тип шпинел, основно идентичната химическа система на литиево-йонната батерия може да бъде циклирана десетки хиляди или дори стотици хиляди пъти.
Освен това, когато много хора говорят за ниската енергийна плътност на литиево-титанатните батерии, те пренебрегват един прост, но важен факт: ултра дългият живот на цикъла, изключителната безопасност, отличните мощностни характеристики и добрата икономия на литиево-титанатните батерии.Тези характеристики ще бъдат важен крайъгълен камък за възникващата широкомащабна индустрия за съхранение на литиево-йонна енергия.
През последното десетилетие изследванията върху технологията за литиево-титанатни батерии процъфтяват както в страната, така и в международен план.Промишлената й верига може да бъде разделена на подготовка на литиево-титанатни материали, производство на литиево-титанатни батерии, интегриране на литиево-титанатни батерийни системи и техните приложения в пазарите на електрически превозни средства и съхранение на енергия.
1. Материал от литиев титанат
В международен план има водещи компании в изследването и индустриализацията на материали от литиев титанат, като Oti Nanotechnology от Съединените щати, Ishihara Industries от Япония и Johnson&Johnson от Обединеното кралство.Сред тях материалът литиев титанат, произведен от американския титан, има отлична производителност по отношение на скорост, безопасност, дълъг експлоатационен живот и високи и ниски температури.Въпреки това, поради прекалено дългите и прецизни производствени методи, производствените разходи са относително високи, което затруднява комерсиализацията и популяризирането.