بطارية تيتانات الليثيوم (LTO) هي نوع من تيتانات الليثيوم تستخدم كمواد قطب سالبة لبطارية ليثيوم أيون ، والتي يمكن دمجها مع مواد قطب موجبة مثل منغنات الليثيوم ، أو مادة ثلاثية أو فوسفات حديد الليثيوم لتشكيل 2.4 فولت أو 1.9 فولت ليثيوم. بطارية ثانوية أيون. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدامه أيضًا كقطب موجب لتشكيل بطارية ليثيوم ثانوية بجهد 1.5 فولت مع قطب كهربائي سالب من سبيكة الليثيوم أو الليثيوم. تتميز تيتانات الليثيوم بخصائص الأمان العالي والاستقرار العالي والعمر الطويل وحماية البيئة.
يستخدم تيتانات الليثيوم (LTO) كمادة قطب سالب في البطاريات. نظرًا لخصائصه الخاصة ، من السهل حدوث التفاعل بين LTO والإلكتروليت ويتم ترسيب الغاز في عملية تفاعل دورة الشحن والتفريغ. لذلك ، من السهل تضخيم بطارية تيتانات الليثيوم الشائعة ، مما يؤدي إلى انتفاخ قلب البطارية ويقلل بشكل كبير من الأداء الكهربائي ، مما يقلل بشكل كبير من عمر الدورة النظرية لبطارية تيتانات الليثيوم. تظهر بيانات الاختبار أن بطارية تيتانات الليثيوم الشائعة سوف تنتفخ بعد حوالي 1500-2000 دورة ، مما يؤدي إلى فشل الاستخدام العادي ، وهو أيضًا سبب مهم يقيد التطبيق الواسع النطاق لبطارية تيتانات الليثيوم.
يعد تحسين أداء بطارية تيتانات الليثيوم (LTO) تجسيدًا شاملاً لتحسين أداء مادة مفردة والتكامل العضوي للمواد الرئيسية. وفقًا لمتطلبات الشحن السريع وعمر الخدمة الطويل ، بالإضافة إلى مواد القطب السالب ، تم أيضًا استهداف المواد الخام الرئيسية الأخرى (بما في ذلك مواد القطب الموجب والفواصل والإلكتروليتات) لبطاريات أيونات الليثيوم ، وفي نفس الوقت ، جنبًا إلى جنب مع عملية هندسية خاصة تجربة ،&مثل ؛" غير المسطحة ؛ تم تشكيل منتج بطارية تيتانات الليثيوم LpTO أخيرًا ، والذي تم تطبيقه لأول مرة دفعة واحدة على الحافلات الكهربائية.
تظهر بيانات الاختبار أن دورة حياة بطارية تيتانات الليثيوم LpTO المفردة تتجاوز 25000 مرة وتتجاوز السعة المتبقية 80٪ في ظل ظروف الشحن عند 6 درجات مئوية ، والتفريغ عند 6 درجات مئوية و 100٪ DOD ، وظاهرة التضخم في قلب البطارية ليس واضحًا ، ولا يؤثر على حياته. يوضح التطبيق الفعلي لحافلة Chongqing السريعة الشحن الكهربائية النقية أيضًا أنه بعد تجميع البطاريات ، يكون الأداء الكهربائي ممتازًا تمامًا ، مما يضمن التشغيل التجاري اليومي للحافلة الكهربائية النقية.
مزايا
يعد استبدال مركبات الوقود بالمركبات الكهربائية هو الخيار الأفضل لحل التلوث البيئي في المناطق الحضرية ، ومن بينها بطاريات طاقة الليثيوم أيون التي جذبت اهتمامًا واسعًا من الباحثين. من أجل تلبية متطلبات السيارات الكهربائية لبطاريات الطاقة الأيونية على متن الطائرة ، فإن تطوير مواد الأنود ذات الأمان العالي والأداء الجيد والعمر الطويل يعد نقطة ساخنة وصعبة. يستخدم كاثود بطارية الليثيوم أيون التجارية بشكل أساسي مادة الكربون ، لكن بطارية الليثيوم التي تحتوي على الكربون ككاثود لا تزال بها بعض العيوب في التطبيق:
1. يتم ترسيب تشعبات الليثيوم بسهولة أثناء الشحن الزائد ، مما يتسبب في حدوث ماس كهربائي للبطارية ويؤثر على أداء سلامة بطاريات الليثيوم ؛
2. من السهل تشكيل فيلم SEI ، والذي يؤدي إلى انخفاض كفاءة الشحن والتفريغ الأولي والقدرة الكبيرة التي لا رجعة فيها.
3. إن جهد المنصة لمادة الكربون منخفض (قريب من معدن الليثيوم) ، ومن السهل أن تتسبب في تحلل الإلكتروليت ، مما يؤدي إلى مخاطر السلامة المحتملة.
4. في عملية إقحام أيون الليثيوم وإزالة التداخل ، يتغير الحجم بشكل كبير ويكون استقرار الدورة ضعيفًا.
بالمقارنة مع المواد الكربونية ، فإن الإسبنيل Li4Ti5O12 له مزايا واضحة:
1. إنها مادة صفرية مع أداء دورة جيد.
2. جهد التفريغ مستقر ، ولا يتحلل المنحل بالكهرباء ، مما يحسن أداء أمان بطاريات الليثيوم.
3. بالمقارنة مع مواد كاثود الكربون ، فإن تيتانات الليثيوم لديها معامل انتشار أيون الليثيوم عالي (2 * 10-8 سم 2 / ثانية) ، ويمكن شحنها وتفريغها بمعدل مرتفع.
4. إمكانات تيتانات الليثيوم أعلى من تلك الموجودة في معدن الليثيوم النقي ، لذلك من الصعب إنتاج تشعبات الليثيوم ، والتي توفر أساسًا لضمان سلامة بطاريات الليثيوم.
سلبيات
1. بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من بطاريات طاقة الليثيوم أيون ، ستكون كثافة الطاقة أقل.
2. لطالما أعاقت مشكلة انتفاخ البطن تطبيق بطارية تيتانات الليثيوم.
3. بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من بطاريات طاقة الليثيوم أيون ، فإن السعر أعلى.
4. لا تزال هناك اختلافات في تناسق البطارية ، والتي ستزداد تدريجياً مع زيادة أوقات الشحن والتفريغ.
