鋰電池生產(chǎn)廠家講解鋰離子電池負極材料鈦酸鋰的研究應(yīng)用

來源：存能電氣  日期：2020-01-06 11:31  瀏覽量：次

鋰電池生產(chǎn)廠家講解鋰離子電池負極材料鈦酸鋰的研究應(yīng)用。鋰電池被廣泛應(yīng)用于移動電子設(shè)備，在電動汽車和各類儲能系統(tǒng)有良好的應(yīng)用前景，是未來最具發(fā)展前途的儲能電池之一。作為鋰離子電池負極材料，鈦酸鋰因具有高的脫嵌鋰平臺電位、優(yōu)異的循環(huán)性能、突出的熱穩(wěn)定性和安全特性而備受重視。下面由鋰電池生產(chǎn)廠家講解鋰離子電池負極材料鈦酸鋰的研究應(yīng)用。

鋰電池生產(chǎn)廠家講解鋰離子電池負極材料鈦酸鋰的研究應(yīng)用

目前商業(yè)化的鋰離子電池負極材料大多采用各種嵌鋰碳材料，碳材料存在一些致命的缺陷，如材料制備方法較復(fù)雜；在循環(huán)過程中易形成表面鈍化膜，導(dǎo)致容量損失；同時易洗出鋰枝晶使電池短路，從而引發(fā)安全問題等。同碳負極材料相比，合金類負極材料具有較高的比容量，但其循環(huán)性能相對較差，因此有必要開發(fā)能滿足倍率和安全要求的新型負極材料。

鈦酸鋰電池應(yīng)用：便攜式電動工具、儲能電源；汽車應(yīng)急啟動電源、電池模塊、儲能基站電源；太陽能光電產(chǎn)品、LED照明；替代超級電容、存儲電源。

鈦酸鋰電池因其固有的特性被認為是用于大功率鋰離子電池中最有前途的陽極材料之一。一方面它具有較高的嵌鋰電位，可防止鋰枝晶的出現(xiàn)和固體電解質(zhì)界面膜的形成，從而安全性能得到提高；

另一方面鈦酸鋰在鋰嵌入/脫嵌過程中體積變化非常小，因此被稱為“零應(yīng)變”材料，這種“零應(yīng)變”材料使其具有優(yōu)良的可逆性和較長的壽命，雖然鈦酸鋰在鋰電池中具有很大的應(yīng)用潛力，但其電導(dǎo)率低，鋰離子擴散系數(shù)小，在一定的程度上阻礙了其發(fā)展。

鈦酸鋰被作為一種備受關(guān)注的負極材料，因具有如下優(yōu)點：

1）鈦酸鋰在脫嵌鋰前后幾乎“零應(yīng)變（脫嵌鋰前后晶胞參數(shù)”a從0.836nm僅變?yōu)?.837nm）；

2）嵌鋰電位較高（1.55V），避免“鋰枝晶”產(chǎn)生，安全性較高；

3）在充放電過程中幾乎不發(fā)生結(jié)構(gòu)改變，循環(huán)性能良好；有很好的充放電平臺；

4）化學(xué)擴散系數(shù)和庫倫效率高；

5）與商品化的碳負極材料相比，通常具有更好電化學(xué)性能和安全性。

與傳統(tǒng)的商業(yè)化碳負極材料相比，鈦酸鋰具有較高的嵌鋰電勢，能夠阻止電極表面電解液被還原。而且作為零應(yīng)變嵌鋰材料，鈦酸鋰在充放電過程中具有優(yōu)越的可逆性，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和卓越的鋰離子遷移率，因此鈦酸鋰具有較好的循環(huán)性能和安全性能。盡管鈦酸鋰具有上述諸多優(yōu)點，但是鈦酸鋰的電子電導(dǎo)率很低，限制了其商業(yè)應(yīng)用。

鈦酸鋰作為鋰離子電池負極材料，面臨著導(dǎo)電性和大電流充放電性能差、密度低的問題。目前解決導(dǎo)電性問題的方法，主要是在顆粒加入一定量的碳，但效果并不是很好，鈦酸鋰負極的制備，主要是采用固相反應(yīng)法和溶膠-凝膠法。

鈦酸鋰作為“零應(yīng)變材料”，在鋰電池負極材料中具有著重要的作用，雖然其自身存在導(dǎo)電性差、高倍率性能衰減較快等問題，制約著鈦酸鋰在鋰電中的應(yīng)用，但基于鈦酸鋰的高安全性，高穩(wěn)定性、長壽命和綠色環(huán)保的特點。鈦酸鋰材料作為動力和儲能鋰離子電池負極材料有著巨大的研究價值和商業(yè)應(yīng)用前景。