Wie verhindern Sie die Expansion der Lithiumtitanat-Batterie?

Derzeit gibt es drei Hauptlösungen, um die Gasexpansion in lithiumtitanat-batterien zu hemmen. Die erste ist die Verarbeitungsmodifikation von LTO-negativen Elektrodenmaterialien, einschließlich verbesserter Herstellungsverfahren und Oberflächenmodifikation. Zweitens entwickeln Sie Elektrolyte, die mit der negativen Elektrode von LTO übereinstimmen, einschließlich Additiven und Lösungsmittelsystemen. drittens die Batterietechnologie verbessern.

(1) Verbessern Sie die Reinheit der Rohstoffe und vermeiden Sie das Einbringen von Verunreinigungen in den Herstellungsprozess. Verunreinigungspartikel katalysieren nicht nur die Trennung von Elektrolyten zur Erzeugung von Gas, sondern verringern auch die Leistung, die Lebensdauer und die Sicherheit von lithiumbatterien erheblich. Daher ist es notwendig, das Einbringen von Verunreinigungen in Batterien zu minimieren.

(2) Die Oberfläche von Lithiumtitanat ist mit Kohlenstoff-Nanopartikeln bedeckt. Der offensichtliche Grund für die Bildung von LTO mit negativem Pol ist, dass der SEI-Film langsam und weniger gebildet wird, was zum Phänomen des Aufblähens führt. Es wurde gefunden, dass das Vorhandensein einer Isolierschicht zwischen dem Lithiumtitanat und der Elektrolytgrenzfläche (z. B. Nanokohlenstoffmantel auf der Lithiumtitanatoberfläche (LTO / C), gekoppelt mit der Bildung eines Festelektrolytgrenzflächenfilms (SEI) auf Die Ummantelung reduzierte die Kontaktfläche zwischen dem LTO-Material und dem Elektrolyten und verhinderte die Gaserzeugung.

Andererseits kann Kohlenstoff selbst einen SEI-Film erzeugen, um den Mangel an LTO auszugleichen und die elektrische Leitfähigkeit von LTO-Materialien zu verbessern. Die obigen Forschungsergebnisse sind von großer Bedeutung für die Lösung des Gaserzeugungsverhaltens von Lithiumtitanatbatterien und für die Förderung des Designs, der großtechnischen Anwendung und der Entwicklung von Hochenergie-Lithiumtitanat-Leistungsbatterien.

(3) Verbesserung der Elektrolytfunktion. Für die Entwicklung neuer Elektrolyte bevorzugen viele Patente die Verwendung von Additiven, um die Bildung eines dichten SEI-Films auf der Oberfläche von LTO zu erleichtern und das Auftreten von Grenzflächenseitenreaktionen zwischen LTO und Elektrolyten zu hemmen. Einige elektrolytische Additive wie fluorierte Carbonate und Phosphate tragen zur Bildung eines stabilen SEI-Films auf der positiven Elektrodenoberfläche bei, wodurch die Auflösung von Metallionen auf der positiven Elektrodenoberfläche und damit die Gaserzeugung verringert werden.

Filmbildende Additive können die Gasproduktion hemmen, filmbildende Additive, denen Borsäurelithiumsalz, Butyllitril oder Adiponitril 2 zugesetzt sind, die Struktur der R-CO-CH = N2-Verbindungen (R oder Alkylphenyl von C1 ~ C8), cyclisches Phosphat Ester- und Phenylderivate, Phenylacetylenderivate, LiF-Additive, die Bildung des SEI-filmbildenden Additivs sind der LTO-Oberflächenmembran förderlich, hemmen in gewissem Maße das Bilgengas.

(4) Positive Elektrodenoberflächenbeschichtung. Das Bedecken der positiven Elektrode mit stabilen Verbindungen wie Aluminiumoxid kann die Auflösung von Metallionen wirksam hemmen. Die komplexe Beschichtung kann jedoch die Delaminierung von Lithiumionen hemmen und die elektrochemischen Eigenschaften des Materials beeinflussen.

(5) Verbessern Sie den Batterieproduktionsprozess. Wenn die Batterie produziert wird, sollten wir die Umgebungsfeuchtigkeit und die Wassereinleitung des Betriebsprozesses kontrollieren. Aus dem Grund, warum das Gas erzeugt wird, ist ersichtlich, dass das Wasser in der Luft mit dem positiven Material unter Bildung von Lithiumcarbonat reagiert und die Elektrolytzersetzung beschleunigt, um Kohlendioxid zu erzeugen. Darüber hinaus hat das Lithiumtitanat-Material selbst eine starke Wasseraufnahme (die in einer Trockenkammer betrieben werden muss). Nachdem die negative Elektrode Wasser absorbiert hat, reagiert sie mit dem PF5, das durch die reversible Zersetzung des Elektrolyten erzeugt wird, um H2 zu erzeugen. Daher ist eine strikte Wasserkontrolle unerlässlich.

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