Detaillierte Erläuterung der Vor- und Nachteile von Lithiumtitanat-Batterien

Die Lithiumtitanatbatterie ist eine Lithiumionen-Sekundärbatterie, die als negatives Elektrodenmaterial für eine Lithiumionenbatterie, Lithiumtitanat, verwendet wird und aus einem positiven Elektrodenmaterial wie Lithiummanganat, einem ternären Material oder Lithiumeisenphosphat zusammengesetzt werden kann, um sich zu bilden a 2,4 V oder 1,9 V. Darüber hinaus kann es auch als positive Elektrode verwendet werden, und eine 1,5-V-Lithium-Sekundärbatterie besteht aus einem Lithiummetall oder einer negativen Lithiumlegierungselektrode.

Warum Lithium-Titanat-Batterien nicht zu Mainstream-Lithium-Titanat-Batterien geworden sind, erklären die Vor- und Nachteile

Lithiumtitanat (LTO) -Material wird als negatives Elektrodenmaterial in Batterien verwendet. Aufgrund seiner eigenen Eigenschaften interagieren das Material und der Elektrolyt wahrscheinlich miteinander und erzeugen während der Lade- und Entladezyklusreaktion eine Gasentwicklung. Daher neigt gewöhnliches Lithiumtitanat der Batterie zu Blähungen, was zu einem Batteriepack führt, und die elektrische Leistung wird ebenfalls stark verringert, was die theoretische Zykluslebensdauer der Lithiumtitanatbatterie stark verringert. Die Testdaten zeigen, dass die gewöhnliche Lithiumtitanatbatterie nach 1500-2000 Zyklen explodiert, was zu einer normalen Verwendung führen kann. Dies ist ein wichtiger Grund für die Einschränkung der großtechnischen Anwendung von Lithiumtitanatbatterien.

Die Leistungssteigerung von Lithiumtitanat (LTO) -Batterien ist eine Kombination aus verbesserter Leistung einzelner Materialien und organischer Integration von Schlüsselmaterialien. Als Reaktion auf die Anforderungen einer schnellen Aufladung und einer langen Lebensdauer haben sich neben dem Anodenmaterial schließlich andere wichtige Rohstoffe für Lithium-Ionen-Batterien (einschließlich Kathodenmaterialien, Separatoren und Elektrolyte) in Kombination mit speziellen technischen Prozesserfahrungen gebildet Das nicht-flatulenzige Lithiumtitanat-LpTO-Batterieprodukt realisierte zunächst die Batch-Anwendung auf dem Elektrobus.

Die Testdaten zeigen, dass die Lithiumtitanat-LpTO-Einzelzelle unter den Bedingungen von 6C-Aufladung, 6C-Entladung und 100% DOD eine mehr als 25.000-fache Zykluslebensdauer aufweist und die verbleibende Kapazität 80% übersteigt. Gleichzeitig ist die von der Batterie erzeugte Blähung nicht offensichtlich und wirkt sich nicht aus. Seine Lebensdauer; und die praktische Anwendung des schnell aufladenden reinen Elektrobusses von Chongqing zeigt auch, dass nach dem Gruppieren der Batterie auch die Leistung der elektrischen Leistung sehr gut ist, was den täglichen kommerziellen Betrieb eines reinen Elektrobusses garantieren kann.

Vorteile der Lithiumtitanat-Batterie

Warum Lithiumtitanatbatterien nicht zum Mainstream geworden sind - Vor- und Nachteile von Lithiumtitanatbatterien erklären

1, gute Sicherheit und Stabilität

Wenn die herkömmliche Kohlenstoffelektrode nach dem Einsetzen von Lithium überladen wird, neigt die Oberfläche der Elektrode dazu, metallisches Lithium auszufällen, und die Reaktion mit dem Elektrolyten reagiert, um ein brennbares Gas zu erzeugen, was ein Sicherheitsrisiko darstellt. Das Potential von Lithiumtitanat ist höher als das von reinem Metalllithium, es ist nicht einfach, Lithiumkristallverzweigungen zu erzeugen, die Entladungsspannung ist stabil und somit wird die Sicherheitsleistung der Lithiumbatterie verbessert. Eine Drittorganisation führte Tests mit Lithiumtitanat-Batterien durch und stellte fest, dass diese weitaus sicherer sind als andere Lithiumbatterien, da sie unter harten Tests wie Akupunktur, Extrusion und Kurzschluss keinen Rauch abgeben, Feuer fangen oder explodieren. Daher glauben viele Leute in der Industrie, dass Lithiumtitanat sehr gut für den Einsatz in militärischen Bereichen geeignet ist, in denen die Batteriestabilität extrem hoch ist.

Die Sicherheit und Stabilität von Elektrofahrzeugen ist der wichtigste Indikator für die Verbraucher. Unabhängig davon, wie lang die Reichweite ist, wenn das Sicherheitsproblem nicht gelöst werden kann, fährt der Verbraucher nur ein Auto mit einer vorzeitigen Bombe und der extrem sicheren Leistung der Lithiumtitanat-Batterie. Die ultra-sichere Leistung von Lithiumtitanat-Batterien wird zweifellos von den Verbrauchern bevorzugt.

2, schnelle Ladeleistung ist ausgezeichnet

Lithiumtitanat hat im Vergleich zum Kohlenstoffanodenmaterial einen hohen Lithiumionendiffusionskoeffizienten und kann mit hoher Geschwindigkeit geladen und entladen werden. Die Ladezeit wird zwar erheblich verkürzt, die Auswirkungen auf die Lebensdauer sind jedoch gering und die thermische Stabilität ist ebenfalls stark. Tests zufolge kann die mit der neuesten Technologie entwickelte Lithiumtitanat-Batterie in etwa zehn Minuten gefüllt werden, was einen qualitativen Sprung gegenüber der herkömmlichen Batterie darstellt.

Eine zu lange Ladezeit war schon immer ein Hindernis, das bei der Entwicklung von Elektrofahrzeugen nur schwer zu überwinden ist. Im Allgemeinen wird ein langsam geladener reiner Elektrobus verwendet, und die Ladezeit beträgt mindestens 4 Stunden. Die Ladezeit vieler rein elektrischer Personenkraftwagen beträgt bis zu 8 Stunden. Das schnelle Laden von Elektrofahrzeugen ist ein Trend in der Zukunft, und die Verbraucher sind nicht bereit, zu viel Zeit damit zu verschwenden, auf das Laden zu warten.

3, lange Lebensdauer

Die Batterielebensdauer bestimmt die Kostenleistung des gesamten neuen Energiefahrzeugs und ist der Hauptwettbewerbspunkt, nachdem das neue Energiefahrzeug aus der Subventionspolitik ausgeschieden ist. Die verlängerte Lebensdauer von Autobatterien ermöglicht es den Verbrauchern, sich diese zu leisten und zu leisten.

Andere herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien, wie Lithium-Eisenphosphat-Batterien, haben das Problem einer stark reduzierten Kapazität und einer verkürzten Lebensdauer während des Gebrauchs, was nicht nur den normalen Gebrauch des Benutzers beeinträchtigt, sondern auch die Kosten für den Batteriewechsel erhöht. Diese schlechte Erfahrung dürfte die Verbraucher von Elektrofahrzeugen abhalten, was der nachhaltigen Entwicklung der neuen Energiefahrzeugindustrie nicht förderlich ist. Lithiumtitanat-Batterien lösen diese Probleme gut.

Wenn eine Lithiumtitanatbatterie geladen und entladen wird, bewirken die Interkalation und Deinterkalation von Lithiumionen keine Änderung der Kristallstruktur von Lithiumtitanat und haben daher nur geringe Auswirkungen auf die Struktur des Lithiumtitanatmaterials. Aus diesem Grund wird Lithiumtitanat auch als "Material ohne Dehnung" bezeichnet. Die Lithiumtitanatbatterie ist der aktuellen Lithiumeisenphosphatbatterie mit „langsamer Ladung für bis zu 5 Jahre und schneller Ladung für bis zu 2 Jahre“ überlegen. Den Testdaten zufolge beträgt die durchschnittliche Batterielebensdauer das 3.000-fache, und der Lithiumtitanat-Akku kann bis zu 30.000-mal vollständig geladen und entladen werden. Nach 10 Jahren als Akku kann er als Energiespeicher verwendet werden. 20 Jahre. Dies bedeutet auch, dass die Lithiumtitanat-Batterie den gleichen Lebenszyklus wie das Fahrzeug erreichen kann und der Benutzer die Batterie im tatsächlichen Gebrauch nicht ersetzen muss und die späteren Kosten fast nicht erhöht.

4, gute Beständigkeit gegen breite Temperatur

Die Spinellstruktur der Lithiumtitanatbatterie weist einen dreidimensionalen Lithiumionendiffusionskanal auf, so dass die Lithiumtitanatbatterie auch eine hervorragende Leistung bei hohen und niedrigen Temperaturen bietet. Im Allgemeinen haben Elektrofahrzeuge Probleme beim Laden und Entladen bei minus 10 ° C. Die Lithiumtitanat-Batterie hat eine gute Beständigkeit gegen breite Temperaturen und eine gute Haltbarkeit und kann normalerweise bei minus 50 ° C bis Null bei 60 ° C geladen und entladen werden. ob es im Eis ist oder nicht. In Northland, immer noch im heißen Süden, werden Fahrzeuge die Arbeit aufgrund eines Batterie- "Schocks" nicht beeinträchtigen, wodurch die Sorgen der Benutzer beseitigt werden.

Diese Vorteile einer Lithiumtitanat-Batterie können den Bau des Ladestationsgeländes und die Personalkosten usw. erheblich einsparen. Sie eignet sich besser für die Werbung und Anwendung im Busbereich, und das Bussystem ist das "Hauptschlachtfeld" für die Werbung und Anwendung neuer Energiebusse in China. Die Rückmeldungen des Busmarktes, der derzeit den höchsten Anteil an Neufahrzeugen aufweist, zeigen, dass die Schnelllademethode besser für die tatsächlichen Bedürfnisse des aktuellen Busmarktes geeignet ist. Seit dem Betrieb eines neuen Energiebusses mit einer Lithiumtitanatbatterie in einem Busunternehmen in der Provinz Hebei sind mehr als zwei Jahre vergangen. Die Erfahrung der betreffenden verantwortlichen Person lautet: „Ein Auto kann in 6 bis 10 Minuten vollständig aufgeladen werden, und der Fahrer kann die Schicht wechseln. Die Lücke kann gefüllt werden. "

Die Lithiumtitanat-Batterieanode verwendet Lithiumtitanat, und der Marktanteil ist im Vergleich zur herkömmlichen Lithiumbatterie für Graphit für negative Elektroden sehr gering. Den Daten zufolge liegt der Marktanteil von Lithiumtitanat-Batterien im neuen Energiebus bei etwa 3% und damit weit unter dem Marktanteil von 88% von Lithium-Eisenphosphat-Batterien. im Bereich Pkw, Lithiumtitanat-Batterie und andere Die Minderheitstechnologie teilt 3% des Marktraums.

Warum Lithium-Titanat-Batterien nicht zu Mainstream-Lithium-Titanat-Batterien geworden sind, erklären die Vor- und Nachteile

Warum ist Lithiumtitanat-Batterie nicht der Mainstream? Es gibt mehrere Hauptgründe für dieses Phänomen:

1, Lithiumbatterielebensdauer, Leistung usw. werden von vielen Aspekten beeinflusst, insbesondere von den Auswirkungen der vier Hauptmaterialien. Lithiumtitanat ist nur ein negatives Elektrodenmaterial, und es ist auch schwierig, dem Produkt einen unübertroffenen Vorteil zu verschaffen, wie ein Material verbessert werden kann. Darüber hinaus ist das positive Elektrodenmaterial das wichtigste Material, das die Leistung von Lithiumbatterien beeinflusst.

2. Der größte Nachteil einer Lithiumtitanat-Batterie ist die geringe Energiedichte und die hohen Kosten. Insbesondere wird die niedrige Energiedichte durch die Hauptleistung des negativen Elektrodenmaterials Lithiumtitanat bestimmt, und es ist schwierig, einen großen Durchbruchraum zu haben. Die Kosten können skaliert werden und basieren im Prinzip auf Schwächen. Sie können nicht durch Technologie geändert werden.

3. Für die Lithiumtitanat-Batterie, die angeblich eine lange Lebensdauer hat, ist es schwieriger, sich zertifizieren zu lassen. Die Batterielebensdauer wird auch durch das positive Elektrodenmaterial, den Elektrolyten, die Membran und die Betriebstemperatur beeinflusst. Lithiumtitanat wird als negative Elektrode verwendet und hat auch Probleme wie Blähungen und Langzeitkonsistenz. Derzeit kann nicht nachgewiesen werden, dass Lithiumsäurebatterien länger halten als andere Batterien. Derzeit haben Lithiumeisenphosphat- und ternäre Batterien eine mehr als 2.000-fache Lebensdauer. Entsprechend der allgemeinen Verwendungshäufigkeit kann es für 7-10 Jahre erreicht werden. Mit der Weiterentwicklung der Technologie wird es 3.000 Mal und 4.000 Mal geben. Zu weit entfernt kann die Situation für mehr als 10 Jahre oder sogar 20 Jahre verwendet werden, was den allgemeinen Lebenszyklus des Autos überschreitet. Lithiumtitanat-Batterien haben keinen Vorteil, selbst wenn sie eine lange Lebensdauer haben.

4, Lithium-Titanat-Batterie, um weniger Unternehmen zu tun, wird zu weniger Investitionen in die gesamte Forschung und Entwicklung der Branche führen. Von den aktuellen Forschungs- und Entwicklungsinvestitionen der Batterieunternehmen und Planungsinvestitionen werden sich nur wenige Unternehmen auf die Entwicklung von Lithium-Titanat-Batterien konzentrieren. In Zukunft werden andere Lithiumbatterietechnologien schneller vorankommen als Lithiumtitanatbatterien.

5, Krieg neue Produktionsforschung aus der Perspektive der Branchentrends, nicht glauben, dass internationale Mainstream-Unternehmen keine gute Technologie tun, wird in China glänzen. Chinas Grundlagenforschung ist noch weit vom Niveau internationaler fortgeschrittener Unternehmen entfernt. Es ist gleichbedeutend mit Skurrilität, sich im internationalen Technologietrend durchsetzen zu wollen. Der Markt für Lithiumtitanat-Batterien wird in Zukunft sehr begrenzt sein. Grundsätzlich gibt es in der Autoindustrie keinen Platz, und der Platz für die Autoindustrie wird in Zukunft kleiner sein als jetzt. Das Gebiet der Energiespeicherung kann ausprobiert werden, wird aber niemals zum Mainstream. In Verbindung mit dem hohen Preis im Vergleich zu der hohen Kostenleistung der zukünftigen Speicherung von Energiebatterien ist auch die Aussicht auf Lithiumtitanat im Bereich der Energiespeicherung besorgniserregend.

Entwicklungsstatus

Warum Lithium-Titanat-Batterien nicht zu Mainstream-Lithium-Titanat-Batterien geworden sind, erklären die Vor- und Nachteile

Trotz der Mängel von Lithiumtitanat-Batterien bietet es erhebliche Vorteile in Bezug auf Sicherheitsleistung, Laden und Entladen sowie Lebensdauer, was auf die Schwachstellen anderer Arten von Leistungsbatterien auf dem heutigen Markt hinweist. Derzeit gehören Yinlong und Weihong Power zu den inländischen Unternehmen, die an der Forschung und Entwicklung von Lithiumtitanat-Batterien beteiligt sind. Mit der Zunahme der Forschung und Entwicklung von Lithiumtitanat werden einige technische Probleme gelöst.

Es versteht sich, dass Yinlong, der die Kerntechnologie von Lithiumtitanat beherrscht, eine Lithiumtitanatbatterie der vierten Generation mit hoher Energiedichte entwickelt hat, die eine Kostenreduzierung von 40% und eine Erhöhung der Energiedichte um 60% im Vergleich zu der dritte Generation. Yinlong beherrschte auch die Kerntechnologie der Wasserstoff- und Titanforschung und -entwicklung, mit der das Problem der Batterieenergiedichte effektiv gelöst werden kann. Derzeit realisiert Yinlong nicht nur den erfolgreichen Betrieb von Produkten in mehr als 30 Städten in Peking, Shijiazhuang, Handan, Zhuhai usw. Erfolgreich in die Überseemärkte der USA, Deutschlands und Frankreichs eingetreten. 2015 verkaufte Yinlong weltweit fast 7.000 Fahrzeuge . Es versteht sich, dass Yinlong in Zukunft auch das Problem der kurzlebigen Kilometerleistung neuer Energiefahrzeuge durch die Kombination von Lithiumtitanat-Batterie und Brennstoffzelle lösen wird.

Micro-Power konzentriert sich seit vielen Jahren auf die Forschung und Entwicklung von Kernmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien und die Entwicklung von Lithium-Titanat-Batterien als strategische Hauptausrichtung. Im Jahr 2011 investierte Weihong Power in die erste Schnellladebuslinie in China und erzielte bis 2015 einen Jahresumsatz von 1,5 Milliarden Yuan. Nach jahrelanger Forschung entschied sich Weihong Power für einen porösen Lithiumtitanat-Verbundkohlenstoff, der hohen Strömen standhält und einen Spinell aufweist Struktur als negatives Elektrodenmaterial. Im Jahr 2013 wurde die Schnellladebatterie der zweiten Generation LpCO Lithiumbatterie veröffentlicht, um schnelles zu vermeiden. Der Hochleistungsstrom stellt eine Bedrohung für die Batteriesicherheit dar, kombiniert mit einem Nichtverbrennungselektrolyten, einer Membrantechnologie mit hoher Porosität und hoher Permeabilität und einer intelligenten Thermofluidtechnologie von STL, um die Ladesicherheit zu verbessern. Am 9. Juni 2016 gewann Weihong Power bei der Preisverleihung des „Transformation Innovation Business Award“ der Financial Times den „Low Carbon City Transformation Innovation Achievement Award“ und den „Transformation Innovation Business Excellence Award“. Es war das einzige chinesische Unternehmen, das für die Zeremonie ausgewählt wurde.

Obwohl die Debatte über Lithiumtitanat-Batterien nicht aufgehört hat, ist die Kontroverse keine schlechte Sache. Lassen Sie die verschiedenen Stimmen vollständig zum Ausdruck kommen, und die Wahrheit kann immer klarer werden. Obwohl die Kontroverse um Lithiumtitanat-Batterien den Markt und das Vertrauen der Verbraucher in Lithiumtitanat-Batterien in gewissem Maße beeinträchtigen wird, kann sie Investitionsentscheidungen beeinflussen, aber die fünf Vorteile von Lithiumtitanat-Batterien, künftiges Lithiumtitanat Die Betriebserfahrung von Unternehmen wie Yinlong und Weihong Power in Fahrzeugen mit Lithiumtitanat-Unterstützung kann beurteilt werden, dass Lithiumtitanat-Batterien in Zukunft eine "lebende Kraft" für die Batterietechnologie von Fahrzeugen mit neuer Energie sein werden.

Die Seite enthält den Inhalt der maschinellen Übersetzung.