Desde la industrialización de las baterías de iones de litio en 1991, el grafito ha sido el material de electrodo negativo dominante para las baterías.El titanato de litio, como nuevo tipo de material de electrodo negativo para baterías de iones de litio, recibió atención a finales de la década de 1990 debido a su excelente rendimiento.Por ejemplo, los materiales de titanato de litio pueden mantener un alto grado de estabilidad en su estructura cristalina durante la inserción y eliminación de iones de litio, con cambios mínimos en las constantes de la red (cambio de volumen
Este material de electrodo de "tensión cero" extiende enormemente el ciclo de vida de las baterías de titanato de litio.El titanato de litio tiene un canal de difusión de iones de litio tridimensional único con estructura de espinela, que tiene ventajas como excelentes características de potencia y excelente rendimiento a altas y bajas temperaturas.En comparación con los materiales de electrodos de carbono negativo, el titanato de litio tiene un potencial más alto (1,55 V más que el litio metálico), lo que da como resultado que la capa sólido-líquido generalmente crezca en la superficie del electrolito y que el electrodo de carbono negativo no se forme en la superficie del titanato de litio. .
Más importante aún, es difícil que se formen dendritas de litio en la superficie del titanato de litio dentro del rango de voltaje del uso normal de la batería.Esto elimina en gran medida la posibilidad de que se produzcan cortocircuitos formados por las dendritas de litio dentro de la batería.Por lo tanto, la seguridad de las baterías de iones de litio con titanato de litio como electrodo negativo es actualmente la más alta entre todos los tipos de baterías de iones de litio que el autor ha visto.
La mayoría de los expertos de la industria han oído que el ciclo de vida de la batería de litio del titanato de litio que reemplaza al grafito como material del electrodo negativo puede alcanzar decenas de miles de veces, mucho más que el de las baterías de iones de litio tradicionales comunes, y morirá después de solo unos pocos miles de ciclos. .
Debido al hecho de que la mayoría de los profesionales de baterías de iones de litio nunca han comenzado a fabricar productos de baterías de titanato de litio, o solo los han fabricado unas pocas veces y terminaron apresuradamente cuando encontraron dificultades.Entonces, ¿no podían calmarse y pensar detenidamente por qué la mayoría de las baterías tradicionales de iones de litio perfectamente fabricadas solo pueden completar una vida útil de 1000 a 2000 ciclos de carga y descarga?
Batería.jpg
¿La razón fundamental del corto ciclo de vida de las baterías tradicionales de iones de litio se debe a uno de sus componentes básicos: la vergonzosa carga del electrodo negativo de grafito?Una vez que el electrodo negativo de grafito se reemplaza por un electrodo negativo de titanato de litio de tipo espinela, el sistema químico de la batería de iones de litio básicamente idéntico se puede ciclar decenas de miles o incluso cientos de miles de veces.
Además, cuando muchas personas hablan de la baja densidad de energía de las baterías de titanato de litio, pasan por alto un hecho simple pero importante: el ciclo de vida ultralargo, la extraordinaria seguridad, las excelentes características de potencia y la buena economía de las baterías de titanato de litio.Estas características serán una piedra angular importante para la emergente industria de almacenamiento de energía de iones de litio a gran escala.
En la última década, la investigación sobre la tecnología de baterías de titanato de litio ha experimentado un auge tanto a nivel nacional como internacional.Su cadena industrial se puede dividir en la preparación de materiales de titanato de litio, producción de baterías de titanato de litio, integración de sistemas de baterías de titanato de litio y sus aplicaciones en los mercados de vehículos eléctricos y almacenamiento de energía.
1. material de titanato de litio
A nivel internacional, existen empresas líderes en la investigación e industrialización de materiales de titanato de litio, como Oti Nanotechnology de Estados Unidos, Ishihara Industries de Japón y Johnson&Johnson del Reino Unido.Entre ellos, el material de titanato de litio producido por el titanio estadounidense tiene un rendimiento excelente en términos de velocidad, seguridad, larga vida útil y temperaturas altas y bajas.Sin embargo, debido a los métodos de producción excesivamente largos y precisos, el coste de producción es relativamente alto, lo que dificulta su comercialización y promoción.
Hora de publicación: 14 de marzo de 2024