Qual é o status de desenvolvimento da tecnologia de bateria de íon-lítio de óxido de titânio, tanto nacional quanto internacionalmente?

Desde a industrialização das baterias de íon-lítio em 1991, o grafite tem sido o material de eletrodo negativo dominante para baterias.O titanato de lítio, como um novo tipo de material de eletrodo negativo para baterias de íon-lítio, recebeu atenção no final da década de 1990 devido ao seu excelente desempenho.Por exemplo, materiais de titanato de lítio podem manter um alto grau de estabilidade em sua estrutura cristalina durante a inserção e remoção de íons de lítio, com alterações mínimas nas constantes de rede (mudança de volume
Este material de eletrodo de “tensão zero” estende muito o ciclo de vida das baterias de titanato de lítio.O titanato de lítio possui um canal tridimensional exclusivo de difusão de íons de lítio com estrutura de espinélio, que apresenta vantagens como excelentes características de potência e excelente desempenho em altas e baixas temperaturas.Comparado com materiais de eletrodo negativo de carbono, o titanato de lítio tem um potencial mais alto (1,55 V maior que o lítio metálico), o que resulta na camada sólido-líquido geralmente cultivada na superfície do eletrólito e no eletrodo negativo de carbono não se formando na superfície do titanato de lítio .
Mais importante ainda, é difícil a formação de dendritos de lítio na superfície do titanato de lítio dentro da faixa de tensão do uso normal da bateria.Isto elimina em grande parte a possibilidade de curtos-circuitos formados por dendritos de lítio dentro da bateria.Portanto, a segurança das baterias de íon-lítio com titanato de lítio como eletrodo negativo é atualmente a mais alta entre todos os tipos de baterias de íon-lítio que o autor já viu.
A maioria dos especialistas da indústria já ouviu falar que o ciclo de vida da bateria de lítio do titanato de lítio substituindo o grafite como o material do eletrodo negativo pode atingir dezenas de milhares de vezes, muito maior do que as baterias de íon de lítio tradicionais comuns, e morrerá após apenas alguns milhares de ciclos .
Devido ao fato de que a maioria dos profissionais de baterias de íon de lítio nunca realmente começou a fabricar produtos de bateria de titanato de lítio, ou apenas os fabricou algumas vezes e acabou precipitadamente ao encontrar dificuldades.Então, eles não conseguiram se acalmar e pensar cuidadosamente sobre por que as baterias tradicionais de íon de lítio, feitas com perfeição, só conseguem completar uma vida útil de 1.000 a 2.000 ciclos de carga e descarga?
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A razão fundamental para o curto ciclo de vida das baterias tradicionais de íons de lítio é devida a um de seus componentes básicos – a carga embaraçosa do eletrodo negativo de grafite?Uma vez que o eletrodo negativo de grafite é substituído por um eletrodo negativo de titanato de lítio do tipo espinélio, o sistema químico da bateria de íons de lítio basicamente idêntico pode ser alternado dezenas de milhares ou mesmo centenas de milhares de vezes.
Além disso, quando muitas pessoas falam sobre a baixa densidade de energia das baterias de titanato de lítio, elas ignoram um fato simples, mas importante: o ciclo de vida ultra longo, segurança extraordinária, excelentes características de energia e boa economia das baterias de titanato de lítio.Essas características serão uma pedra angular importante para a indústria emergente de armazenamento de energia de íons de lítio em grande escala.
Na última década, a pesquisa sobre a tecnologia de baterias de titanato de lítio tem crescido tanto no mercado interno quanto no internacional.Sua cadeia industrial pode ser dividida em preparação de materiais de titanato de lítio, produção de baterias de titanato de lítio, integração de sistemas de baterias de titanato de lítio e suas aplicações nos mercados de veículos elétricos e armazenamento de energia.
1. Material de titanato de lítio
Internacionalmente, existem empresas líderes na pesquisa e industrialização de materiais de titanato de lítio, como a Oti Nanotechnology dos Estados Unidos, a Ishihara Industries do Japão e a Johnson&Johnson do Reino Unido.Entre eles, o material titanato de lítio produzido pela American Titanium apresenta excelente desempenho em termos de taxa, segurança, longa vida útil e altas e baixas temperaturas.No entanto, devido aos métodos de produção excessivamente morosos e precisos, o custo de produção é relativamente elevado, dificultando a sua comercialização e promoção.