Kể từ khi công nghiệp hóa pin lithium-ion vào năm 1991, than chì đã trở thành vật liệu điện cực âm chiếm ưu thế cho pin.Lithium titanate, một loại vật liệu điện cực âm mới cho pin lithium-ion, đã nhận được sự chú ý vào cuối những năm 1990 do hiệu suất tuyệt vời của nó.Ví dụ, vật liệu lithium titanate có thể duy trì mức độ ổn định cao trong cấu trúc tinh thể của chúng trong quá trình chèn và loại bỏ các ion lithium, với những thay đổi tối thiểu trong hằng số mạng (thay đổi thể tích
Vật liệu điện cực “không biến dạng” này giúp kéo dài đáng kể tuổi thọ của pin lithium titanate.Lithium titanate có kênh khuếch tán ion lithium ba chiều độc đáo với cấu trúc Spinel, có những ưu điểm như đặc tính năng lượng tuyệt vời và hiệu suất nhiệt độ cao và thấp tuyệt vời.So với vật liệu điện cực âm carbon, lithium titanate có điện thế cao hơn (cao hơn 1,55V so với lithium kim loại), dẫn đến lớp chất lỏng rắn thường phát triển trên bề mặt chất điện phân và điện cực âm carbon không hình thành trên bề mặt lithium titanate .
Quan trọng hơn, rất khó để các sợi nhánh lithium hình thành trên bề mặt lithium titanate trong phạm vi điện áp sử dụng pin thông thường.Điều này phần lớn giúp loại bỏ khả năng xảy ra đoản mạch do các sợi nhánh lithium bên trong pin hình thành.Vì vậy độ an toàn của pin lithium-ion dùng lithium titanate làm điện cực âm hiện nay là cao nhất trong số các loại pin lithium-ion mà tác giả từng thấy.
Hầu hết những người trong ngành đều nghe nói rằng tuổi thọ chu kỳ pin lithium của lithium titanate thay thế than chì làm vật liệu điện cực âm có thể đạt tới hàng chục nghìn lần, cao hơn nhiều so với pin lithium-ion truyền thống thông thường và nó sẽ chết chỉ sau vài nghìn chu kỳ .
Bởi vì hầu hết các chuyên gia về pin lithium-ion chuyên nghiệp đều chưa bao giờ thực sự bắt tay vào sản xuất các sản phẩm pin lithium titanate, hoặc chỉ làm một vài lần và vội vàng khi gặp khó khăn.Vì vậy, họ không thể bình tĩnh và suy nghĩ kỹ xem tại sao hầu hết pin lithium-ion truyền thống được chế tạo hoàn hảo chỉ có thể đạt được tuổi thọ 1000-2000 chu kỳ sạc và xả?
Pin.jpg
Nguyên nhân cơ bản dẫn đến tuổi thọ ngắn của pin lithium-ion truyền thống có phải là do một trong những thành phần cơ bản của nó – gánh nặng đáng xấu hổ của điện cực âm than chì?Sau khi điện cực âm than chì được thay thế bằng điện cực âm lithium titanate loại Spinel, hệ thống hóa học pin lithium-ion về cơ bản giống hệt nhau có thể được quay hàng chục nghìn hoặc thậm chí hàng trăm nghìn lần.
Ngoài ra, khi nhiều người nói về mật độ năng lượng thấp của pin lithium titanate, họ bỏ qua một thực tế đơn giản nhưng quan trọng: tuổi thọ cực dài, độ an toàn vượt trội, đặc tính năng lượng tuyệt vời và tính kinh tế tốt của pin lithium titanate.Những đặc điểm này sẽ là nền tảng quan trọng cho ngành lưu trữ năng lượng lithium-ion quy mô lớn mới nổi.
Trong khoảng một thập kỷ qua, nghiên cứu về công nghệ pin lithium titanate đã bùng nổ cả trong nước và quốc tế.Chuỗi công nghiệp của nó có thể được chia thành việc chuẩn bị vật liệu lithium titanate, sản xuất pin lithium titanate, tích hợp hệ thống pin lithium titanate và các ứng dụng của chúng trong thị trường lưu trữ năng lượng và xe điện.
1. Vật liệu titanat lithium
Trên bình diện quốc tế, có những công ty hàng đầu trong nghiên cứu và công nghiệp hóa vật liệu lithium titanate, như Oti Nanotechnology từ Hoa Kỳ, Ishihara Industries từ Nhật Bản và Johnson&Johnson từ Vương quốc Anh.Trong số đó, vật liệu lithium titanate do titan Mỹ sản xuất có hiệu suất tuyệt vời về tốc độ, độ an toàn, tuổi thọ dài và nhiệt độ cao và thấp.Tuy nhiên, do phương pháp sản xuất quá dài và chính xác nên giá thành sản xuất tương đối cao, khó thương mại hóa và quảng bá.
Thời gian đăng: 14-03-2024