Cal é o estado de desenvolvemento da tecnoloxía de baterías de ión-litio de óxido de titanio tanto a nivel nacional como internacional?

Desde a industrialización das baterías de ión-litio en 1991, o grafito foi o material de electrodo negativo dominante para as baterías.O titanato de litio, como un novo tipo de material de electrodo negativo para baterías de ión-litio, recibiu atención a finais dos anos 90 debido ao seu excelente rendemento.Por exemplo, os materiais de titanato de litio poden manter un alto grao de estabilidade na súa estrutura cristalina durante a inserción e eliminación de ións de litio, con cambios mínimos nas constantes da rede (cambio de volume).
Este material de electrodo "cero tensión" amplía moito o ciclo de vida das baterías de titanato de litio.O titanato de litio ten unha canle de difusión de ións de litio tridimensional única cunha estrutura de espinela, que ten vantaxes como excelentes características de potencia e excelente rendemento a alta e baixa temperatura.En comparación cos materiais de electrodos de carbono negativo, o titanato de litio ten un potencial máis alto (1,55 V máis que o litio metálico), o que fai que a capa sólida-líquida se adoita crecer na superficie do electrólito e que o electrodo negativo de carbono non se forme na superficie do titanato de litio. .
Máis importante aínda, é difícil que as dendritas de litio se formen na superficie do titanato de litio dentro do rango de voltaxe do uso normal da batería.Isto elimina en gran medida a posibilidade de curtocircuítos formados por dendritas de litio no interior da batería.Polo tanto, a seguridade das baterías de ión-litio con titanato de litio como electrodo negativo é actualmente a máis alta entre todos os tipos de baterías de ión-litio que viu o autor.
A maioría dos expertos da industria escoitaron que o ciclo de vida da batería de litio do titanato de litio substituíndo o grafito como o material do electrodo negativo pode chegar a decenas de miles de veces, moito máis alto que as baterías de iones de litio tradicionais comúns, e morrerá despois de só uns poucos miles de ciclos. .
Debido ao feito de que a maioría dos profesionais profesionais de baterías de iones de litio nunca comezaron a fabricar produtos de baterías de titanato de litio ou só os fabricaron unhas cantas veces e acabaron apresuradamente ao atopar dificultades.Polo tanto, non podían acougarse e pensar coidadosamente por que as baterías tradicionais de iones de litio máis perfectas só poden completar unha vida útil de 1000-2000 ciclos de carga e descarga?
Batería.jpg
A razón fundamental do curto ciclo de vida das baterías de ión-litio tradicionais é debido a un dos seus compoñentes básicos: a vergoñenta carga do electrodo negativo de grafito?Unha vez que se substitúe o electrodo negativo de grafito por un electrodo negativo de titanato de litio de tipo espinela, o sistema químico da batería de iones de litio, basicamente idéntico, pódese realizar decenas de miles ou mesmo centos de miles de veces.
Ademais, cando moitas persoas falan da baixa densidade enerxética das baterías de titanato de litio, pasan por alto un feito simple pero importante: o ciclo de vida ultra longo, a seguridade extraordinaria, as excelentes características de potencia e a boa economía das baterías de titanato de litio.Estas características serán unha pedra angular importante para a emerxente industria de almacenamento de enerxía de ións de litio a gran escala.
Na última década aproximadamente, a investigación sobre a tecnoloxía de baterías de titanato de litio estivo en auxe tanto a nivel nacional como internacional.A súa cadea industrial pódese dividir na preparación de materiais de titanato de litio, produción de baterías de titanato de litio, integración de sistemas de baterías de titanato de litio e as súas aplicacións nos mercados de vehículos eléctricos e de almacenamento de enerxía.
1. Material de titanato de litio
A nivel internacional, existen empresas líderes na investigación e industrialización de materiais de titanato de litio, como Oti Nanotechnology dos Estados Unidos, Ishihara Industries de Xapón e Johnson&Johnson do Reino Unido.Entre eles, o material de titanato de litio producido polo titanio americano ten un excelente rendemento en termos de velocidade, seguridade, longa vida útil e temperaturas altas e baixas.Non obstante, debido aos métodos de produción excesivamente longos e precisos, o custo de produción é relativamente alto, o que dificulta a súa comercialización e promoción.