Struktur und Entwicklung der Lithiumtitanat-Batterie

Titansäure-Lithium-Batterie wird durch die positive und negative Platte (das positive aktive Material für ternäres Lithium, negatives extrem Lithiumtitanat), Membran, Elektrolyt, Ohr, Edelstahl, Aluminiumlegierungsschale usw. hergestellt. Positive und negative Platte ist die Fläche von elektrochemische Reaktion, das Diaphragma, Elektrolyt mit Li + Transportkanal. Die Elektrodenohren wirken wie Gleichstrom.

Batterie, Li + -Migration von den ternären Lithiummaterialien zur Oberfläche eines Kristalls, tritt unter Einwirkung elektrischer Feldkraft aus dem positiven Plattenmaterial in den Elektrolyten durch die Membran und dann durch den Elektrolyten aus, um zur Oberfläche von zu wandern die Anode für Lithiumtitanatkristall, dann eingebettetes Anodenmaterial in Lithiumtitanat-Spinellstruktur. Gleichzeitig fließt der Elektronenfluss durch die Anodenaluminiumfolie, das Ohr, die Batteriepolsäulen, die Säulenlast, den negativen Pol, die Kathodenohren zu den Kathodenfolienelektroden, dann durch den leitenden Körper zur Anode und Lithiumtitanat Gebühr, um den Restbetrag zu machen.

Batterieentladung, Li + aus Lithiumtitanat-Spinellstrukturmaterialien, eingebettet in den Elektrolyten, durch das Diaphragma, dann durch den Elektrolyten zur ternären Lithiumkristalloberfläche und dann wieder eingebettet in die ternären Lithiummaterialien. Gleichzeitig fließt der elektronische Strom durch die zur Kathodenfolie leitende Elektrode, das Ohr, die Batteriekathodenpolarsäule, die Säulenlast, den positiven Pol, die positive Polohrohrbatterieanodenaluminiumfolienelektrode und dann durch die leitende zu ternärem Lithium Anode, die Ladungsbilanz zu.

Lithiumtitanat-Batterie, daher ist das Grundprinzip im Lade- und Entladevorgang, das entsprechende Hin und Her zwischen Lithium-Ionen über die Elektroden eingebettet, vervollständigt das Laden und Entladen der Batterie und liefert Strom zum Laden. Lade- und Entladediagramm der Lithiumtitanat-Batterie wie gezeigt.

Wenn die Batterie, das positive Elektron, Lithiumionen austritt, eingebettet in die Kathode; Die Kathode bettete Lithiumionen und Elektronen als reichen Lithiumzustand ein. Der Prozess entlädt das Gegenteil. In Li + eingebettet oder eingebettet in den Reaktionsprozess ist Lithiumtitanat (Li4TI5O12) eine Art idealer eingebetteter Elektrodenmaterialien, Li + -Einsatz und eingebettet oder ohne Einfluss auf die Materialstruktur, sogenannte "Zero Strain" -Materialien Dadurch wird die gute Zyklusleistung sichergestellt.

Lithiumtitanat ist die Molekülstruktur der beiden unterschiedlichen Phasen Li7TI5O12 und Li4TI5O12. Die Kristallstruktur und die Kristallstruktur von Li4Ti5O12 Li7TI5O12 sind Spinellstrukturen, und die Änderung der Gitterkonstante ist sehr gering, auch kleine Volumenänderungen. Um den Lade- und Entladezyklus zu vermeiden von Elektrodenmaterialien mit strukturellen Schäden, die durch Hin- und Herschuppen verursacht werden, um die Zyklusleistung und Lebensdauer der Elektrode zu verbessern, verringert zusammen mit der Erhöhung der Zykluszeiten die Kapazitätsdämpfung, machen Lithiumtitanat eine ausgezeichnete Zyklusleistung.

Elektrochemische Reaktionsgleichung für Lithiumtitanatbatterien:

Die gesamte chemische Reaktionsgleichung lautet:

Die Architektur der Lithiumtitanat-Batterie

Das Positive: lithiumeisenphosphat, Lithiummangansäure oder ternäres Material, Nickel und Mangansäurelithium.

Negativ: Lithiumtitanatmaterial.

Membran: mit Kohlenstoff als Anode der Lithiumbatteriemembran.

Elektrolyt mit Kohlenstoff als Anode des Lithiumbatterie-Elektrolyten.

Batteriegehäuse: Das Lithium-Batteriegehäuse aus Kohlenstoff als Negativ.

Komponenten und Struktur der Lithiumtitanat-Batterie werden vorgestellt

Vorteile der Lithiumtitanat-Batterie

Der Lithiumtitanat-Akku hat ein geringes Volumen, ein geringes Gewicht, eine hohe Energiedichte, eine gute Dichtleistung, keine Leckage, keinen Memory-Effekt, eine geringe Selbstentladungsrate, ein schnelles Laden und Entladen, eine lange Lebensdauer, einen großen Arbeitstemperaturbereich, Sicherheit und Stabilität des Grüns Umweltschutz und andere Eigenschaften, hat also eine sehr breite Anwendungsaussichten im Bereich der Kommunikationsstromversorgung.

Lithiumtitanat als Plattform für das Kathodenmaterialpotential ist bis zu 1,55 V hoch, wenn mehr als 1 V höher sind als bei herkömmlichen Graphitanodenmaterialien, obwohl etwas Energiedichte verloren geht, bedeutet dies aber auch, dass die Batterie sicherer ist. Der technische Experte Lou Blu-ray hat gesagt, dass sich die Batterie schnell auflädt, wenn der Bedarf an Kathodenspannung geringer ist. Wenn sie jedoch zu niedrig ist, kann die Lithiumbatterie leicht sehr reaktives Metalllithium ausfällen, wobei diese Art von Lithiumionen nicht nur leitend ist kann mit dem Elektrolyten reagieren und dann Wärmemenge, brennbares Gas, Feuer freisetzen. Und höher als die von Lithiumtitanat hinsichtlich der Spannung von 1 bis 0 V, um die negative Spannung zu vermeiden, auch indirekt, um die Ausfällung von Lithiumionen zu vermeiden, um die Sicherheit der Batterie zu gewährleisten.

Aufgrund der Lithiumtitanat-Batterie kann bei Hochtemperatur- und Niedertemperaturumgebungen eine sichere Verwendung erreicht werden, was auch seinen breiten temperaturbeständigen (besonders niedertemperaturbeständigen) wichtigen Vorteil widerspiegelt. Gegenwärtig beginnt die Silberarbeitssicherheit des Lithiumtitanat-Batterietemperaturbereichs zwischen - 50 bis 65 Grad und die Energie der üblichen Graphitkathodenbatterie bei Temperaturen unter 20 Grad zu sinken, bis 30 Grad Ladekapazität nur 14% der Gesamtkapazität betragen kann bei kaltem Wetter nicht normal arbeiten. Darüber hinaus ändert sich auch bei einer Überladung des Lithiumtitanat-Akkus nur 1% des Volumens, was als Material ohne Dehnung bezeichnet wird, was es zu einer sehr langen Lebensdauer macht. Der Vorsitzende des silbernen Wei Yincang hat gesagt, dass die silberne Lithiumtitanat-Batterielebensdauer bis zu 30 Jahre betragen kann, die Lebensdauer des Autos und die Batterielebensdauer der gewöhnlichen Graphitanodenmaterialien nur drei bis vier Jahre. Schauen Sie aus dem gesamten Lebenszyklus, Lithium-Titanat-Batterie kostet weniger.

Der letzte Vorteil von Lithiumtitanat ist das schnelle Laden und Entladen. Das Ladeverhältnis ist hoch. Das silberne lange Lithiumtitanat-Batterieladeverhältnis von 10 c, 20 c, gleichmäßiges und übliches Batterieladeverhältnis von Graphitanodenmaterialien beträgt nur 2 c - 4 c. Basierend auf den Eigenschaften einer Lithiumtitanat-Batterie ist die Person im Verlauf des Studiums der Ansicht, dass sie der Nachfrage nach neuen Energiebussen und großen Energiespeichern entspricht.

Lithiumtitanat-Batterie defekt

Aufgrund der hervorragenden Sicherheitsleistung werden die Titanat-Lithium-Ionen-Batterien zum Hotspot der Studie, aber die geringe elektronische Leitfähigkeit der Proben (10 bis 13 S / cm) und der Lithium-Ionen-Diffusionskoeffizient (10-10 ~ 10-13 cm2 / S) von Li4Ti5O12 schränken die Daunen ist in der Vielzahl von Anwendungen gefüllt. Einige Wissenschaftler haben gezeigt, dass die Li4Ti5O12-Partikelgröße von Nanometern später die effektive Reaktionsfläche erweitern und den Diffusionsabstand verringern kann, wodurch das Materialleistungsverhältnis signifikant verbessert wird. Es sollte jedoch darauf hingewiesen werden, dass der Prozess von Nanomaterialpartikeln tendenziell schwieriger ist, hohe Kosten erfordert und derzeit schwierig ist, eine industrielle Produktion in großem Maßstab zu erreichen.

Lithiumtitanat-Batterie tritt kontinuierlich im Recyclinggas auf und bewirkt, dass sich der Akku ausbaucht, insbesondere bei hohen Temperaturen. Der Aufprall ist ein negativer Kontakt, erhöht die Batterieimpedanz und beeinflusst das volle Spiel der Batterieleistung. Es ist auch begrenzt, dass das Kathodenmaterial von Lithiumtitanat weit verbreitet auf eines der Haupthindernisse in der Batterie angewendet wird.

Entwicklung der Lithiumtitanat-Batterietechnologie und ihre Entwicklungsrichtung

1. Die Entwicklung der Lithiumtitanat-Batterietechnologie in China

Lithium-Titanat-Batterietechnologie in unserem Land energiespeicherbatterie Vorteil des Wettbewerbs sollte besitzen, geografische und menschliche Bedingungen. Leichte Lebensdauer und lange Lebensdauer der Lithiumtitanat-Batterie sind weitaus besser als bei den verschiedenen Arten von Blei-Säure-Batterien. Die Effizienz, die Kosten und die elektrochemische Leistung sind besser als bei Natrium-Schwefel- und Durchfluss-Vanadium-Batteriesystemen.

Li-Ionen-Batterieprodukte in wichtigen Märkten sind tragbare Geräte wie Mobiltelefone und Laptops. Die Menge an Chinas Handy und Laptop ist groß, aber die meisten gehören nicht zu einheimischen Marken. Inländischer Lithiumstrom ist in tragbarer Elektronik enthalten, da der Verkauf von Lithiumstrom in Japan und Südkorea zu verlieren ist.

Die Anwendung der Technologie von Lithiumtitanat ist jedoch ein Markt für Hybrid-Elektrofahrzeuge, spezielle industrielle Anwendungen und Energiespeicheranwendungen wie FM- und Netzspannungsunterstützung usw. Diese Märkte in der Welt stecken noch in den Kinderschuhen, was vollkommen unbekannt war. Die Lithiumtitanat-Technologie wird voraussichtlich eine wichtige Rolle in diesen Märkten spielen.

Chinas Bevölkerung macht etwa 1/5 der Welt aus. Aufgrund der großen Bevölkerungszahl ist Chinas Markt für Elektrofahrzeuge, Energiespeicher und industrielle Anwendungen ein riesiger Markt, den multinationale Unternehmen in vielen Ländern begehren. In den letzten Jahren hat die chinesische Regierung der Entwicklung der Elektrofahrzeug- und Energiespeicherindustrie große Bedeutung beigemessen, alle Arten des Staates befürworten die Einführung der Politik. Das chinesische Lithiumtitanat-Batteriesystem in Chongqing und der europäische Hybrid-Elektrobus, die Demonstrations-Baoqing-Station Zhang Bei und das Energiespeicherkraftwerk Shenzhen werden seit Jahren kommerziell eingesetzt.

Darüber hinaus ist die Kette der Lithium-Strom-Industrie bereits vor- und nachgelagert klein, zusätzlich zur vollständigen Lieferung von Batteriematerialien und -ausrüstungskapazitäten, Produktionskapazität von Lithiumbatterien und Japan und Korea drei Punkte. Dies macht die Lithium-Ionen-Batteriehersteller in China Der Übergang von der traditionellen Lithium-Stromerzeugung zur Lithium-Titanat-Batterie hat angeborene Bedingungen.

Bei der Herstellung von Lithiumtitanat-Material in China gab es bereits eine Dose wie Sichuan Xing, Zhuhai Silver Lung, Huzhou Micro Macro usw. Es gibt sowohl Stärke als auch Erfahrung des Unternehmens. In Bezug auf die Produktion von Lithiumtitanat-Batterien fallen im Namen des Unternehmens Silber lange Huzhou Mikro-Makro, Zhuhai, Shenzhen Bo Lei Da, Tianjin Gateway usw. auf.

Diese Unternehmen waren im In- und Ausland tätig, Elektrofahrzeuge und Energiespeicher haben vorab seine eigenen Marktvertriebskanäle eingerichtet. Besonders hervorzuheben ist, dass Shenzhen Bo Lei von der Materialproduktion bis zur Batterie- und Systemintegration einer Reihe von proprietären Technologien und Rechten an geistigem Eigentum produziert hat. Es handelt sich um eine seltene chinesische Lithium-Elektrizitätsindustrie mit unabhängigen Rechten an geistigem Eigentum des Herstellers.

2. Lithiumtitanat-Materialien, Batterien und Engpässe bei der Batterieproduktion

Jetzt, da diese Technologie viele andere Lithiumbatterien hat, ist Lithiumtitanat unvergleichlich überlegen. Warum bisher einige Anwendungen im Bereich der chinesischen Energiewirtschaft und sogar der Weltenergie? Die Vernunft hat die folgenden drei Aspekte:

1) Lithiumtitanatmaterial bei der Herstellung von Lithiumtitanatmaterialien ist im Prinzip nicht kompliziert. Bei Anodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien muss jedoch nicht nur auf Material mit geeigneter spezifischer Oberfläche, Partikelgröße, Dichte und elektrochemischen Eigenschaften usw. geachtet werden, sondern es muss auch in der Lage sein, sich an die Massenproduktionstechnologie von Lithium-Batterien anzupassen. Lithiumtitanat-Material in vielen traditionellen Li-Ionen-Batterie-Produktionslinien kann nicht normal produziert werden. Dies ist einer der Gründe für den pH-Wert des Materials für 11 oder 12, starke Feuchtigkeitsaufnahme.

(2) Lithiumtitanat-Batterieproduktion Tatsächlich ist die herkömmliche Produktionslinie für Lithium-Ionen-Batterien, die direkt zur Herstellung von Titansäure-Lithiumbatterieprodukten verwendet wird, nicht so, als würde man Graphit einfach durch Lithiumtitanat-Material ersetzen. Der Bedarf an Lithiumtitanatmaterial für die Luftfeuchtigkeit ist viel höher als bei der herkömmlichen Herstellung von Lithiumionenbatterien. Um die Luftfeuchtigkeit zu kontrollieren, müssen einige Vorbereitungen getroffen werden, um sich an die besonderen Anforderungen der Herstellung von Lithiumtitanat-Batterien anzupassen. Darüber hinaus müssen einige Produktionsanlagen entsprechend verbessert werden. Wenn bedingtes Wort, kann am besten speziell für Lithiumtitanat-Batterieprodukte entwickelt werden, um eine kompakte Struktur, kleines Volumen, die Automatisierung der Produktionslinie vollständig einzuschließen.

(3) Titanat-Lithium-Batteriepack Im Gegensatz zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien wird bei der Herstellung von Lithium-Titanat-Batterien im In- und Ausland, die nach einer gewissen Zeit in Gruppen angewendet werden, häufig eine weiche Monomer-Batterie mit Spurengasen beobachtet. Diese Gase und Dämpfe, frische Batterien sind unterschiedlich. Ersteres kann durch den Produktionsprozess die Batterie entfernen. Letzteres befindet sich jedoch im Prozess unserer Batterie oder ist unter den Bedingungen des aktuellen Prozesses schwer zu vermeiden.

Der Autor ist der Ansicht, dass die Untersuchung des chemischen Reaktionsmechanismus von Kreislaufgas ein gutes Forschungsthema sein sollte. Darüber hinaus ist aufgrund der Lithiumtitanat-Batterietechnologie einer der Vorteile seiner hohen Leistung. Die Batterie selbst kann zwar einen hohen Strom laden und entladen, aber die Dicke der Monomerbatterie ist immer noch nicht für Hochleistungsanwendungen geeignet, da die Batterie zu dick ist, was dazu führt, dass der erzeugte große Strom schwer zu erwärmen ist. Daher ist für Hochleistungs-Lithiumtitanat-Akkus eine große, dünne, weiche Zellenstruktur immer noch eine vernünftige Wahl.

3. Die zukünftige Entwicklungsrichtung der Lithiumtitanat-Technologie

Schließlich fasst das notwendige umfassende Lithiumtitanat-Material die Vor- und Nachteile der Li-Ionen-Batteriekathode zusammen, Vorteil: hohe Sicherheit, lange Lebensdauer, Arbeitsbereich bei hohen und niedrigen Temperaturen, hohe Leistung, niedrige Kosten und umweltfreundlicher Umweltschutz. Nachteil: Lithiumtitanat-Materialenergiedichte niedrig, Wasseraufnahme ist stark, die Batterie wird durch hohe Umweltanforderungen hergestellt, der Produktionsprozess für die entsprechende Aktualisierung, das neue Verfahren müssen die notwendige Ausrüstung und höhere Anforderungen an die Feuchtigkeitskontrolle investieren sowie Die Anwendung des Marktes für Lithiumtitanat-Batterien ist noch nicht vollständig geöffnet.

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