鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:792次 | 2020年10月27日
鈦酸鋰離子電池為何不能廣泛應(yīng)用?
雖然鈦酸鋰離子電池有最佳的安全性能使得對(duì)鈦酸鋰離子電池的研究成為熱點(diǎn),但是Li,Tis0:材料本身的較低的電子電導(dǎo)率(10-13S/cm)和鋰離子擴(kuò)散系數(shù)(10-10~10-13cm2/S)極大地限制了在大倍率充放下的應(yīng)用。將Li,TiO的顆粒尺寸納米化以后可以擴(kuò)大有效的反應(yīng)面積和減小擴(kuò)散距離,從而顯著的提升材料的倍率性能。但是材料顆粒納米化的過(guò)程往往比較困難,要較高的成本,目前難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。
鈦酸鋰離子電池在循環(huán)使用中會(huì)發(fā)生持續(xù)產(chǎn)氣,導(dǎo)致電池包鼓脹,高溫時(shí)尤其嚴(yán)重,影響正負(fù)極的接觸,新增電池阻抗,影響電池性能的發(fā)揮。這也是限制負(fù)極材料鈦酸鋰廣泛應(yīng)用到電池中的重要障礙之一。
鈦酸鋰(LTO)材料在電池中作為負(fù)極材料使用,由于其自身特性的原因,材料與電解液之間容易發(fā)生相互用途并在充放循環(huán)反應(yīng)過(guò)程中出現(xiàn)氣體析出,因此普通的鈦酸鋰離子電池容易發(fā)生脹氣,導(dǎo)致電芯鼓包,電性能也會(huì)大幅下降,極大地降低了鈦酸鋰離子電池的理論循環(huán)壽命。測(cè)試數(shù)據(jù)表明,普通的鈦酸鋰離子電池在經(jīng)過(guò)1500-2000次左右的循環(huán)就會(huì)發(fā)生脹氣的現(xiàn)象,導(dǎo)致無(wú)法正常使用,這也是制約鈦酸鋰離子電池大規(guī)模應(yīng)用的一個(gè)重要原因。
鈦酸鋰離子電池也有優(yōu)點(diǎn):鈦酸鋰離子電池具有體積小、重量輕、能量密度高、密封性能好、無(wú)泄露、無(wú)記憶效應(yīng)、自放電率低、充放電迅速、循環(huán)壽命超長(zhǎng)、工作環(huán)境溫度范圍寬、安全穩(wěn)定綠色環(huán)保等特點(diǎn)。
1、鈦酸鋰作為負(fù)極材料時(shí)電位平臺(tái)高達(dá)1.55V,比傳統(tǒng)石墨負(fù)極材料高出1V還多,雖然損失了一些能量密度,但也意味著電池更加安全。
2、由于鈦酸鋰離子電池在高溫、低溫環(huán)境中均可以達(dá)到安全使用,也體現(xiàn)出其耐寬溫(尤其耐低溫)的重要優(yōu)勢(shì)。目前,銀隆鈦酸鋰離子電池的安全工作溫度區(qū)域在-50度到65度之間,而普通石墨類(lèi)負(fù)極電池在溫度低于-20度時(shí)能量就開(kāi)始衰減,-30度時(shí)充電容量?jī)H為充電總?cè)萘康?4%,在嚴(yán)寒天氣下根本無(wú)法正常工作。
3、鈦酸鋰的最后一個(gè)優(yōu)勢(shì)是快速充放電能力強(qiáng),充電倍率高。目前銀隆鈦酸鋰離子電池的充電倍率有10C、甚至20C,而普通石墨負(fù)極材料的電池充電倍率僅有2C-4C。
下一篇:鋰電芯與聚合物電芯比較有什么差別