Lithium titaničitan (LTO) baterie je druh lithium titaničitanu používaného jako záporný elektrodový materiál lithium-iontové baterie, který lze kombinovat s kladnými elektrodovými materiály, jako je manganistan lithný, ternární materiál nebo fosforečnan lithno-železitý, za vzniku lithia 2,4 V nebo 1,9 V iontová sekundární baterie. Kromě toho může být také použit jako kladná elektroda pro vytvoření 1,5V lithiové sekundární baterie s kovovou lithiovou nebo zápornou elektrodou ze slitiny lithia. Lithium titaničitan má vlastnosti vysoké bezpečnosti, vysoké stability, dlouhé životnosti a ochrany životního prostředí.
Lithium titaničitan (LTO) se používá jako záporný elektrodový materiál v bateriích. Interakce mezi LTO a elektrolytem je díky svým charakteristikám snadná a plyn se vysráží v procesu reakce cyklu nabíjení-vybití. Proto se běžná lithium-titaničitá baterie snadno nafukuje, což vede k vyboulení jádra baterie a výrazně snižuje elektrický výkon, což výrazně snižuje teoretickou životnost lithium-titaničitanu. Zkušební údaje ukazují, že běžná lithium-titaničitá baterie se nafoukne po přibližně 1 500–2 000 cyklech, což vede k selhání běžného používání, což je také důležitý důvod, který omezuje rozsáhlou aplikaci lithium-titaničitanové baterie.
Zvýšení výkonu baterie lithium titaničitanu (LTO) je komplexním provedením zlepšování výkonu jednotlivých materiálů a organické integrace klíčových materiálů. Podle požadavků rychlého nabíjení a dlouhé životnosti byly kromě negativních elektrodových materiálů zacíleny také další klíčové suroviny (včetně pozitivních elektrodových materiálů, separátorů a elektrolytů) lithium-iontových baterií a současně v kombinaci se speciálním strojírenským procesem zkušenost," non-flatting" Nakonec byl vytvořen lithio-titaničitanový bateriový produkt LpTO, který byl nejprve dávkově aplikován na elektrické autobusy.
Zkušební údaje ukazují, že životnost jedné baterie lithium-titaničitanu LpTO přesahuje 25 000krát a zbývající kapacita přesahuje 80% za podmínek nabíjení při 6 ° C, vybíjení při 6 ° C a 100% DOD a nafouknutí jádra baterie je není zřejmé, což nemá vliv na jeho životnost. Skutečná aplikace rychlého nabíjení čistého elektrického autobusu Chongqing také ukazuje, že po seskupení baterií je elektrický výkon celkem vynikající, což může zajistit každodenní komerční provoz čistého elektrického autobusu.
Výhody
Výměna palivových vozidel za elektrická je nejlepší volbou pro řešení znečištění městského prostředí, mezi nimiž lithium-iontové baterie přitahují širokou pozornost výzkumných pracovníků. Pro splnění požadavků elektrických vozidel na palubní iontové baterie je vývoj anodových materiálů s vysokou bezpečností, dobrým výkonem a dlouhou životností horkým a obtížným bodem. Komerční katoda lithium-iontové baterie používá hlavně uhlíkový materiál, ale lithiová baterie s uhlíkem jako katodou má při používání stále některé nevýhody:
1. Lithiové dendrity se během přebíjení snadno vysráží, což způsobí zkrat baterie a ovlivní bezpečnostní výkon lithiových baterií;
2. Vytváření filmu SEI je snadné, což vede k nízké účinnosti prvního nabití a vybití a velké nevratné kapacitě;
3. Napětí platformy uhlíkového materiálu je nízké (blízké lithiovému kovu) a je snadné způsobit rozklad elektrolytu, což přináší potenciální bezpečnostní rizika.
4. V procesu interkalace a deinterkalace lithiových iontů se objem výrazně mění a stabilita cyklu je špatná.
Ve srovnání s uhlíkovými materiály má spinel Li4Ti5O12 zjevné výhody:
1. Jedná se o materiál s nulovým napětím s dobrým výkonem cyklu;
2. Vybíjecí napětí je stabilní a elektrolyt se nerozkládá, což zvyšuje bezpečnostní výkon lithiových baterií;
3. Ve srovnání s materiály s uhlíkovou katodou má titaničitan lithný vysoký koeficient difúze lithiových iontů (2 * 10 - 8 cm2 / s) a lze jej nabíjet a vybíjet vysokou rychlostí.
4. Potenciál lithium titaničitanu je vyšší než potenciál lithia z čistého kovu, takže je obtížné vyrobit lithiové dendrity, což poskytuje základ pro zajištění bezpečnosti lithiových baterií.
Nevýhody
1. Ve srovnání s jinými typy lithium-iontových baterií bude hustota energie nižší.
2. Problém plynatosti vždy bránil použití lithium titaničitanové baterie.
3. Ve srovnání s jinými typy lithium-iontových baterií je cena vyšší.
4. Stále existují rozdíly v konzistenci baterie, které se budou postupně zvětšovat s rostoucí dobou nabíjení a vybíjení.
