钛酸锂离子电池的结构组成以及优缺点解析

2021-07-15      1138 次浏览

钛酸锂离子电池的结构组成


正极:磷酸铁锂、锰酸锂或三元资料、镍锰酸锂。


负极:钛酸锂资料。


隔阂:以碳作负极的锂离子电池隔阂。


电解液:以碳作负极的锂离子电池电解液。


电池壳:以碳作负极的锂离子电池壳。


钛酸锂离子电池优势


钛酸锂离子电池具有体积小、重量轻、能量密度高、密封功能好、无走漏、无回想效应、自放电率低、充放电敏捷、循环寿数超长、作业环境温度规模宽、安全安稳绿色环保等特色,所以在通讯电源领域具有十分广泛的运用前景。


钛酸锂作为负极资料时电位途径高达1.55V,比传统石墨负极资料高出1V还多,尽管损失了一些能量密度,但也意味着电池愈加安全。技能专家卢蓝光曾标明,电池快速充电时对负极电压需求比较低,但倘若过低,锂离子电池就简单分出十分生动的金属锂,这种锂离子不只导电,还能跟电解液起反响,然后开释热量,发生可燃气体,引发火灾。而钛酸锂由于高出来的1V电压戒备了负极电压为0的状况,也就间接戒备了锂离子的分出,然后确保了电池的安全性。


由于钛酸锂离子电池在高温、低温环境中均可以到达安全运用,也体现出其耐宽温(特别耐低温)的紧要优点。今朝,银隆钛酸锂离子电池的安全作业温度区域在-50度到65度之间,而一般石墨类负极电池在温度低于-20度时能量就开端衰减,-30度时充电容量仅为充电总容量的14%,在酷寒天气下底子无法正常作业。此外,由于钛酸锂离子电池即便过度充电,也仅有1%的体积改变,被称为零应变资料,这使其有着极长的寿数。银隆董事长魏银仓曾标明,银隆钛酸锂离子电池寿数可达30年,与轿车运用寿数相当,而一般石墨负极资料电池均匀寿数不过3-4年。从全寿数周期看,钛酸锂离子电池本钱更低。


钛酸锂的最后一个优点是快速充放电才能强,充电倍率高。今朝银隆钛酸锂离子电池的充电倍率有10C、乃至20C,而一般石墨负极资料的电池充电倍率仅有2C-4C。依据钛酸锂离子电池的这些技能特色,业内人士以为其符合了新能源公交车、大型储能配备的需求。


钛酸锂离子电池缺点


然最佳的安全功能使得对钛酸锂离子电池的研讨成为热门,可是Li4Ti5O12资料本身的较低的电子电导率(10-13S/cm)和锂离子扩散系数(10-10~10-13cm2/S)极大地约束了在大倍率充放下的运用。有学者研讨标明,将Li4Ti5O12的颗粒尺寸纳米化以后可以扩展有效的反响面积和减小扩散距离,然后分明的提升资料的倍率功能。可是需求指出的是,资料颗粒纳米化的进程往往比较困难,需求较高的本钱,今朝难以实现大规模的工业生产。


钛酸锂离子电池在循环运用中会发生持续产气,导致电池组鼓胀,高温时特别严重,影响正负极的接触,添加电池阻抗,影响电池功能的发挥。这也是约束负极资料钛酸锂广泛运用到电池中的首要阻碍之一。


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