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详解钛酸锂电池优缺点及未来发展趋势

来源:宝鄂实业    2019-08-03 11:39    点击量:
对锂电位高,导致工作电压低,能量密度降低
2.电池制作过程容易产气
3.电子导电性不好
钛酸锂电池优点介绍:
安全性好,电动车电池最重要的一点就是需要高安全性,钛酸锂由于其平衡电位高,不会在负极形成锂枝晶,而具有很好的安全性。
2.循环性能好,由于其是“零应变”材料,而不会在充放电过程中发生结构的变化,具有非常优越的循环性能。
3.可以快速充放电,锂离子在钛酸锂晶体中的扩散系数是2×10-8cm-2/s,比石墨负极多一个数量级,可以快速充放电,快速充电能力是考察电动车电池的一个重要指标。
4.工作温度范围宽-30℃-60℃,低温下锂的嵌入及脱出能力都会下降,尤其是嵌入能力,钛酸锂负极在-30℃下充电也不会出现导致短路或使负极恶化的锂枝晶出现,这是石墨负极无法做到的,在广泛的环境下能够快速充电和放电,适用于车载用途。
5.自放电小,在一个帖子提到我们的实验数据,正极采用我们常规型锰酸锂,负极用钛酸锂,60度存储28天容量剩余率88%,容量恢复率95%以上。
 
采用电动车辆取代燃油车辆是解决城市环境污染的最佳选择,其中锂离子动力电池引起了研究者的广泛关注.为了满足电动车辆对车载型离子动力电池的要求,研制安全性高、倍率性能好且长寿命的负极材料是其热点和难点。
商业化的锂离子电池负极主要采用碳材料,但以碳做负极的锂电池在应用上仍存在一些弊端:
1、过充电时易析出锂枝晶,造成电池短路,影响锂电池的安全性能;
2、易形成SEI膜而导致首次充放电效率较低,不可逆容量较大;
3、即碳材料的平台电压较低(接近于金属锂),并且容易引起电解液的分解,从而带来安全隐患。
4、在锂离子嵌入、脱出过程中体积变化较大,循环稳定性差。
与碳材料相比,尖晶石型的Li4Ti5O12具有明显的优势:
1、它为零应变材料,循环性能好;
2、放电电压平稳,而且电解液不致发生分解,提高锂电池安全性能;
3、与炭负极材料相比,钛酸锂具有高的锂离子扩散系数(为2 *10-8cm2/s),可高倍率充放电等。
4、钛酸锂的电势比纯金属锂的高,不易产生锂枝晶,为保障锂电池的安全提供了基础。采用电动车辆取代燃油车辆是解决城市环境污染的最佳选择,其中锂离子动力电池引起了研究者的广泛关注.为了满足电动车辆对车载型离子动力电池的要求,研制安全性高、倍率性能好且长寿命的负极材料是其热点和难点。
商业化的锂离子电池负极主要采用碳材料,但以碳做负极的锂电池在应用上仍存在一些弊端:
1、过充电时易析出锂枝晶,造成电池短路,影响锂电池的安全性能;
2、易形成SEI膜而导致首次充放电效率较低,不可逆容量较大;
3、即碳材料的平台电压较低(接近于金属锂),并且容易引起电解液的分解,从而带来安全隐患。
4、在锂离子嵌入、脱出过程中体积变化较大,循环稳定性差。
与碳材料相比,尖晶石型的Li4Ti5O12具有明显的优势:
1、它为零应变材料,循环性能好;
2、放电电压平稳,而且电解液不致发生分解,提高锂电池安全性能;
3、与炭负极材料相比,钛酸锂具有高的锂离子扩散系数(为2 *10-8cm2/s),可高倍率充放电等。
4、钛酸锂的电势比纯金属锂的高,不易产生锂晶枝,为保障锂电池的安全提供了基础。
缺点
1、相对其他类型的锂离子动力电池能量密度会低一些。
2、胀气问题一直阻碍着钛酸锂电池的应用。
3、相对其他类型的锂离子动力电池价格偏高。
4、电池一致性仍存在差异,随着充放电次数的增加电池一致性差异会逐渐增大。