Wie ist der Entwicklungsstand der Titanoxid-Lithium-Ionen-Batterietechnologie im In- und Ausland?

Seit der Industrialisierung von Lithium-Ionen-Batterien im Jahr 1991 ist Graphit das dominierende negative Elektrodenmaterial für Batterien.Lithiumtitanat als neuartiges negatives Elektrodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien erregte Ende der 1990er Jahre aufgrund seiner hervorragenden Leistung Aufmerksamkeit.Beispielsweise können Lithiumtitanat-Materialien während der Einfügung und Entfernung von Lithiumionen ein hohes Maß an Stabilität in ihrer Kristallstruktur bei minimalen Änderungen der Gitterkonstanten (Volumenänderung) beibehalten
Dieses „Zero Strain“-Elektrodenmaterial verlängert die Zyklenlebensdauer von Lithiumtitanat-Batterien erheblich.Lithiumtitanat verfügt über einen einzigartigen dreidimensionalen Lithiumionen-Diffusionskanal mit Spinellstruktur, der Vorteile wie hervorragende Leistungseigenschaften und hervorragende Leistung bei hohen und niedrigen Temperaturen bietet.Im Vergleich zu Kohlenstoff-Negativelektrodenmaterialien hat Lithiumtitanat ein höheres Potenzial (1,55 V höher als metallisches Lithium), was dazu führt, dass die Fest-Flüssigkeits-Schicht, die normalerweise auf der Oberfläche des Elektrolyten wächst, und die Kohlenstoff-Negativelektrode sich nicht auf der Oberfläche von Lithiumtitanat bildet .
Noch wichtiger ist, dass es für Lithiumdendriten schwierig ist, sich im Spannungsbereich des normalen Batteriegebrauchs auf der Oberfläche von Lithiumtitanat zu bilden.Dadurch wird die Möglichkeit von Kurzschlüssen durch Lithiumdendriten im Inneren der Batterie weitgehend ausgeschlossen.Daher ist die Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien mit Lithiumtitanat als negativer Elektrode derzeit die höchste unter allen Arten von Lithium-Ionen-Batterien, die der Autor gesehen hat.
Die meisten Brancheninsider haben gehört, dass die Lebensdauer von Lithiumbatterien durch Lithiumtitanat, das Graphit als negatives Elektrodenmaterial ersetzt, Zehntausende Male betragen kann, weitaus höher als bei herkömmlichen herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien, und dass die Batterie nach nur wenigen tausend Zyklen leer ist .
Aufgrund der Tatsache, dass die meisten professionellen Lithium-Ionen-Batteriefachleute nie wirklich mit der Herstellung von Lithiumtitanat-Batterieprodukten begonnen haben oder diese nur ein paar Mal hergestellt haben und voreilig auf Schwierigkeiten gestoßen sind.Sie konnten sich also nicht beruhigen und sorgfältig darüber nachdenken, warum die meisten perfekt gefertigten herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien nur eine Lebensdauer von 1000–2000 Lade- und Entladezyklen erreichen können?
Batterie.jpg
Liegt der Hauptgrund für die kurze Lebensdauer herkömmlicher Lithium-Ionen-Batterien in einer ihrer Grundkomponenten – der peinlichen Belastung der negativen Graphitelektrode?Sobald die negative Graphitelektrode durch eine negative Lithiumtitanat-Elektrode vom Spinelltyp ersetzt wird, kann das grundsätzlich identische chemische System der Lithium-Ionen-Batterie Zehntausende oder sogar Hunderttausende Male zyklisch betrieben werden.
Wenn viele Menschen über die niedrige Energiedichte von Lithiumtitanat-Batterien sprechen, übersehen sie außerdem eine einfache, aber wichtige Tatsache: die extrem lange Lebensdauer, die außergewöhnliche Sicherheit, die hervorragenden Leistungseigenschaften und die gute Wirtschaftlichkeit von Lithiumtitanat-Batterien.Diese Eigenschaften werden ein wichtiger Eckpfeiler für die aufstrebende groß angelegte Lithium-Ionen-Energiespeicherindustrie sein.
Im letzten Jahrzehnt boomte die Forschung zur Lithiumtitanat-Batterietechnologie sowohl im Inland als auch international.Die Industriekette lässt sich in die Herstellung von Lithiumtitanat-Materialien, die Produktion von Lithiumtitanat-Batterien, die Integration von Lithiumtitanat-Batteriesystemen und deren Anwendungen in den Märkten für Elektrofahrzeuge und Energiespeicher unterteilen.
1. Lithiumtitanat-Material
International gibt es führende Unternehmen in der Forschung und Industrialisierung von Lithiumtitanat-Materialien, wie Oti Nanotechnology aus den USA, Ishihara Industries aus Japan und Johnson&Johnson aus dem Vereinigten Königreich.Unter ihnen weist das von American Titanium hergestellte Lithiumtitanat-Material eine hervorragende Leistung in Bezug auf Rate, Sicherheit, lange Lebensdauer sowie hohe und niedrige Temperaturen auf.Aufgrund der übermäßig langwierigen und präzisen Produktionsmethoden sind die Produktionskosten jedoch relativ hoch, was die Kommerzialisierung und Vermarktung erschwert.