Литий-титанатная (LTO) батарея представляет собой разновидность титаната лития, используемого в качестве материала отрицательного электрода литий-ионной батареи, который может быть объединен с материалами положительного электрода, такими как манганат лития, тройной материал или фосфат лития-железа, чтобы сформировать литиевый литий 2,4 В или 1,9 В ионная аккумуляторная батарея. Кроме того, его также можно использовать в качестве положительного электрода для формирования литиевой вторичной батареи 1,5 В с отрицательным электродом из металлического лития или литиевого сплава. Титанат лития обладает такими характеристиками, как высокая безопасность, высокая стабильность, долгий срок службы и защита окружающей среды.
Титанат лития (LTO) используется в качестве материала отрицательного электрода в батареях. Благодаря своим характеристикам, взаимодействие между LTO и электролитом легко происходит, и в процессе реакции цикла заряда-разряда выделяется газ. Следовательно, обычную батарею из титаната лития легко надуть, что приводит к вздутию сердечника батареи и значительно снижает электрические характеристики, что значительно сокращает теоретический срок службы батареи титаната лития. Данные испытаний показывают, что обычная батарея из титаната лития надувается примерно после 1 500–2 000 циклов, что приводит к нарушению нормальной эксплуатации, что также является важной причиной, ограничивающей широкомасштабное применение батареи титаната лития.
Улучшение характеристик батареи из титаната лития (LTO) является комплексным воплощением улучшения характеристик одного материала и органической интеграции ключевых материалов. В соответствии с требованиями быстрой зарядки и длительного срока службы, помимо материалов отрицательных электродов, другие ключевые сырьевые материалы (включая материалы положительных электродов, сепараторы и электролиты) литий-ионных аккумуляторов также были нацелены, и в то же время, в сочетании со специальным инженерным процессом. опыт работы, ГГ quot; не сглаживающий ГГ quot; В конечном итоге был получен продукт для аккумуляторов из титаната лития LpTO, который впервые был использован серийно на электрических автобусах.
Данные испытаний показывают, что срок службы одиночной батареи из титаната лития LpTO превышает 25000 раз, а оставшаяся емкость превышает 80% в условиях зарядки при 6 ° C, разрядки при 6 ° C и 100% DOD, а явление надувания сердечника батареи не очевидно, что не влияет на его жизнь. Фактическое применение чистого электрического автобуса с быстрой зарядкой в Чунцине также показывает, что после сгруппирования аккумуляторов электрические характеристики весьма превосходны, что может обеспечить ежедневную коммерческую эксплуатацию чисто электрического автобуса.
Преимущества
Замена топливных транспортных средств электромобилями - лучший выбор для решения проблемы загрязнения окружающей среды в городах, среди которых литий-ионные аккумуляторные батареи привлекли широкое внимание исследователей. Чтобы удовлетворить требования электромобилей к бортовым ионным аккумуляторным батареям, разработка анодных материалов с высокой безопасностью, хорошими характеристиками и длительным сроком службы является горячей и сложной задачей. В коммерческом катоде литий-ионной батареи в основном используется углеродный материал, но литиевая батарея с углеродом в качестве катода по-прежнему имеет некоторые недостатки в применении:
1. Литиевые дендриты легко осаждаются при перезарядке, что вызывает короткое замыкание батареи и влияет на характеристики безопасности литиевых батарей;
2. Легко сформировать пленку SEI, что приводит к низкой эффективности первого заряда и разряда и большой необратимой емкости;
3. Напряжение платформы углеродного материала низкое (близкое к металлическому литию), и легко вызвать разложение электролита, что создает потенциальную угрозу безопасности.
4. В процессе интеркаляции и деинтеркаляции иона лития объем сильно изменяется, а стабильность цикла плохая.
По сравнению с углеродными материалами шпинель Li4Ti5O12 имеет очевидные преимущества:
1. Это материал с нулевой деформацией и хорошими циклическими характеристиками;
2. Напряжение разряда стабильно, а электролит не разлагается, что повышает безопасность литиевых батарей;
3. По сравнению с углеродными катодными материалами, титанат лития имеет высокий коэффициент диффузии ионов лития (2 * 10-8 см2 / с) и может заряжаться и разряжаться с высокой скоростью.
4. Потенциал титаната лития выше, чем у чистого металлического лития, поэтому трудно производить дендриты лития, что обеспечивает основу для обеспечения безопасности литиевых батарей.
Недостатки
1. По сравнению с другими типами литий-ионных аккумуляторных батарей плотность энергии будет ниже.
2. Проблема метеоризма всегда препятствовала применению литий-титанатных батарей.
3. По сравнению с другими типами литий-ионных аккумуляторов цена выше.
4. По-прежнему существуют различия в плотности батарей, которые будут постепенно увеличиваться с увеличением времени зарядки и разрядки.
