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鈦酸鋰離子電池優(yōu)缺點,鈦酸鋰離子電池優(yōu)缺點及前景

鉅大LARGE  |  點擊量:348次  |  2024年01月18日  

鈦酸鋰電池優(yōu)點


鈦酸鋰電池具有體積小、重量輕、能量密度高、密封性能好、無泄露、無記憶效應(yīng)、自放電率低、充放電迅速、循環(huán)壽命超長、工作環(huán)境溫度范圍寬、安全穩(wěn)定綠色環(huán)保等特點,所以在通信電源領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用前景。


鈦酸鋰作為負極材料時電位平臺高達1.55V,比傳統(tǒng)石墨負極材料高出1V還多,雖然損失了一些能量密度,但也意味著電池更加安全。技術(shù)專家盧藍光曾表示,電池快速充電時對負極電壓需求比較低,但如果過低,鋰電池就容易析出非?;顫姷慕饘黉?,這種鋰離子不僅導(dǎo)電,還能跟電解液起反應(yīng),然后釋放熱量,產(chǎn)生可燃氣體,引發(fā)火災(zāi)。而鈦酸鋰因為高出來的1V電壓避免了負極電壓為0的情況,也就間接避免了鋰離子的析出,從而保證了電池的安全性。


由于鈦酸鋰電池在高溫、低溫環(huán)境中均可以達到安全使用,也體現(xiàn)出其耐寬溫(尤其耐低溫)的重要優(yōu)勢。目前,銀隆鈦酸鋰電池的安全工作溫度區(qū)域在-50度到65度之間,而普通石墨類負極電池在溫度低于-20度時能量就開始衰減,-30度時充電容量僅為充電總?cè)萘康?4%,在嚴寒天氣下根本無法正常工作。此外,由于鈦酸鋰電池即便過度充電,也僅有1%的體積變化,被稱為零應(yīng)變材料,這使其有著極長的壽命。銀隆董事長魏銀倉曾表示,銀隆鈦酸鋰電池壽命可達30年,與汽車使用壽命相當,而普通石墨負極材料電池平均壽命不過3-4年。從全壽命周期看,鈦酸鋰電池成本更低。


鈦酸鋰的最后一個優(yōu)勢是快速充放電能力強,充電倍率高。目前銀隆鈦酸鋰電池的充電倍率有10C、甚至20C,而普通石墨負極材料的電池充電倍率僅有2C-4C?;阝佀徜囯姵氐倪@些技術(shù)特點,業(yè)內(nèi)人士認為其契合了新能源公交車、大型儲能裝備的需求。

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符合Exic IIB T4 Gc防爆標準

充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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鈦酸鋰電池缺點


然極佳的安全性能使得對鈦酸鋰離子電池的研究成為熱點,但是Li4Ti5O12材料本身的較低的電子電導(dǎo)率(10-13S/cm)和鋰離子擴散系數(shù)(10-10~10-13cm2/S)極大地限制了在大倍率充放下的應(yīng)用。有學(xué)者研究表明,將Li4Ti5O12的顆粒尺寸納米化以后可以擴大有效的反應(yīng)面積和減小擴散距離,從而顯著的提升材料的倍率性能。但是需要指出的是,材料顆粒納米化的過程往往比較困難,需要較高的成本,目前難以實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。


鈦酸鋰電池在循環(huán)使用中會發(fā)生持續(xù)產(chǎn)氣,導(dǎo)致電池包鼓脹,高溫時尤其嚴重,影響正負極的接觸,增加電池阻抗,影響電池性能的發(fā)揮。這也是限制負極材料鈦酸鋰廣泛應(yīng)用到電池中的主要障礙之一。


鈦酸鋰電池缺點介紹:

無人船智能鋰電池
IP67防水,充放電分口 安全可靠

標稱電壓:28.8V
標稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備

對鋰電位高,導(dǎo)致工作電壓低,能量密度降低


2.電池制作過程容易產(chǎn)氣


3.電子導(dǎo)電性不好


鈦酸鋰電池優(yōu)點介紹:


安全性好,電動車電池最重要的一點就是需要高安全性,鈦酸鋰由于其平衡電位高,不會在負極形成鋰枝晶,而具有很好的安全性。


2.循環(huán)性能好,由于其是“零應(yīng)變”材料,而不會在充放電過程中發(fā)生結(jié)構(gòu)的變化,具有非常優(yōu)越的循環(huán)性能。


3.可以快速充放電,鋰離子在鈦酸鋰晶體中的擴散系數(shù)是2×10-8cm-2/s,比石墨負極多一個數(shù)量級,可以快速充放電,快速充電能力是考察電動車電池的一個重要指標。


4.工作溫度范圍寬-30℃-60℃,低溫下鋰的嵌入及脫出能力都會下降,尤其是嵌入能力,鈦酸鋰負極在-30℃下充電也不會出現(xiàn)導(dǎo)致短路或使負極惡化的鋰枝晶出現(xiàn),這是石墨負極無法做到的,在廣泛的環(huán)境下能夠快速充電和放電,適用于車載用途。


5.自放電小,在一個帖子提到我們的實驗數(shù)據(jù),正極采用我們常規(guī)型錳酸鋰,負極用鈦酸鋰,60度存儲28天容量剩余率88%,容量恢復(fù)率95%以上。


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