Από την εκβιομηχάνιση των μπαταριών ιόντων λιθίου το 1991, ο γραφίτης είναι το κυρίαρχο υλικό αρνητικών ηλεκτροδίων για τις μπαταρίες.Το τιτανικό λίθιο, ως νέος τύπος υλικού αρνητικών ηλεκτροδίων για μπαταρίες ιόντων λιθίου, έλαβε την προσοχή στα τέλη της δεκαετίας του 1990 λόγω της εξαιρετικής του απόδοσης.Για παράδειγμα, τα υλικά τιτανικού λιθίου μπορούν να διατηρήσουν υψηλό βαθμό σταθερότητας στην κρυσταλλική τους δομή κατά την εισαγωγή και αφαίρεση ιόντων λιθίου, με ελάχιστες αλλαγές στις σταθερές του πλέγματος (αλλαγή όγκου
Αυτό το υλικό ηλεκτροδίων «μηδενικής καταπόνησης» επεκτείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής των μπαταριών τιτανικού λιθίου.Το τιτανικό λίθιο έχει ένα μοναδικό τρισδιάστατο κανάλι διάχυσης ιόντων λιθίου με δομή σπινελίου, το οποίο έχει πλεονεκτήματα όπως εξαιρετικά χαρακτηριστικά ισχύος και εξαιρετική απόδοση σε υψηλή και χαμηλή θερμοκρασία.Σε σύγκριση με υλικά αρνητικών ηλεκτροδίων άνθρακα, το τιτανικό λίθιο έχει υψηλότερο δυναμικό (1,55 V υψηλότερο από το μεταλλικό λίθιο), το οποίο έχει ως αποτέλεσμα το στρώμα στερεού-υγρού που συνήθως αναπτύσσεται στην επιφάνεια του ηλεκτρολύτη και το αρνητικό ηλεκτρόδιο άνθρακα δεν σχηματίζεται στην επιφάνεια του τιτανικού λιθίου .
Το πιο σημαντικό, είναι δύσκολο για τους δενδρίτες λιθίου να σχηματιστούν στην επιφάνεια του τιτανικού λιθίου εντός του εύρους τάσης της κανονικής χρήσης μπαταρίας.Αυτό εξαλείφει σε μεγάλο βαθμό την πιθανότητα βραχυκυκλωμάτων που σχηματίζονται από δενδρίτες λιθίου μέσα στην μπαταρία.Έτσι, η ασφάλεια των μπαταριών ιόντων λιθίου με τιτανικό λίθιο ως αρνητικό ηλεκτρόδιο είναι επί του παρόντος η υψηλότερη μεταξύ όλων των τύπων μπαταριών ιόντων λιθίου που έχει δει ο συγγραφέας.
Οι περισσότεροι γνώστες της βιομηχανίας έχουν ακούσει ότι η διάρκεια ζωής της μπαταρίας λιθίου του τιτανικού λιθίου που αντικαθιστά τον γραφίτη, καθώς το υλικό αρνητικού ηλεκτροδίου μπορεί να φτάσει δεκάδες χιλιάδες φορές, πολύ υψηλότερο από τις κοινές παραδοσιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου, και θα πεθάνει μετά από λίγες μόνο χιλιάδες κύκλους .
Λόγω του γεγονότος ότι οι περισσότεροι επαγγελματίες επαγγελματίες μπαταριών ιόντων λιθίου δεν άρχισαν ποτέ να φτιάχνουν προϊόντα μπαταριών τιτανικού λιθίου ή τα έχουν φτιάξει μόνο μερικές φορές και κατέληξαν βιαστικά όταν αντιμετωπίζουν δυσκολίες.Έτσι, δεν μπορούσαν να ηρεμήσουν και να σκεφτούν προσεκτικά γιατί οι πιο τέλεια κατασκευασμένες παραδοσιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου μπορούν να ολοκληρώσουν μόνο μια διάρκεια ζωής 1000-2000 κύκλων φόρτισης και εκφόρτισης;
Battery.jpg
Μήπως ο θεμελιώδης λόγος για τη σύντομη διάρκεια ζωής των παραδοσιακών μπαταριών ιόντων λιθίου οφείλεται σε ένα από τα βασικά συστατικά τους - το ενοχλητικό φορτίο του αρνητικού ηλεκτροδίου γραφίτη;Μόλις το αρνητικό ηλεκτρόδιο γραφίτη αντικατασταθεί με ένα αρνητικό ηλεκτρόδιο τιτανικού λιθίου τύπου σπινελίου, το βασικά πανομοιότυπο χημικό σύστημα μπαταρίας ιόντων λιθίου μπορεί να ανακυκλωθεί δεκάδες χιλιάδες ή ακόμα και εκατοντάδες χιλιάδες φορές.
Επιπλέον, όταν πολλοί άνθρωποι μιλούν για τη χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών τιτανικού λιθίου, παραβλέπουν ένα απλό αλλά σημαντικό γεγονός: την εξαιρετικά μεγάλη διάρκεια ζωής, την εξαιρετική ασφάλεια, τα εξαιρετικά χαρακτηριστικά ισχύος και την καλή οικονομία των μπαταριών τιτανικού λιθίου.Αυτά τα χαρακτηριστικά θα αποτελέσουν σημαντικό ακρογωνιαίο λίθο για την αναδυόμενη βιομηχανία αποθήκευσης ενέργειας ιόντων λιθίου μεγάλης κλίμακας.
Την τελευταία δεκαετία περίπου, η έρευνα σχετικά με την τεχνολογία μπαταριών τιτανικού λιθίου σημείωσε άνθηση τόσο εγχώρια όσο και διεθνώς.Η βιομηχανική αλυσίδα της μπορεί να χωριστεί στην παρασκευή υλικών τιτανικού λιθίου, στην παραγωγή μπαταριών τιτανικού λιθίου, στην ενσωμάτωση συστημάτων μπαταριών τιτανικού λιθίου και στις εφαρμογές τους στις αγορές ηλεκτρικών οχημάτων και αποθήκευσης ενέργειας.
1. Υλικό τιτανικού λιθίου
Διεθνώς, υπάρχουν κορυφαίες εταιρείες στην έρευνα και εκβιομηχάνιση υλικών τιτανικού λιθίου, όπως η Oti Nanotechnology από τις Ηνωμένες Πολιτείες, η Ishihara Industries από την Ιαπωνία και η Johnson&Johnson από το Ηνωμένο Βασίλειο.Μεταξύ αυτών, το υλικό τιτανικού λιθίου που παράγεται από το αμερικανικό τιτάνιο έχει εξαιρετική απόδοση όσον αφορά το ρυθμό, την ασφάλεια, τη μεγάλη διάρκεια ζωής και τις υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες.Ωστόσο, λόγω των υπερβολικά μακρών και ακριβών μεθόδων παραγωγής, το κόστος παραγωγής είναι σχετικά υψηλό, γεγονός που καθιστά δύσκολη την εμπορευματοποίηση και την προώθηση.
Ώρα δημοσίευσης: Μαρ-14-2024