La batterie au titanate de lithium (LTO) est un type de titanate de lithium utilisé comme matériau d'électrode négative de batterie lithium-ion, qui peut être combiné avec des matériaux d'électrode positive tels que le manganate de lithium, un matériau ternaire ou du phosphate de fer lithium pour former un lithium 2,4 V ou 1,9 V batterie secondaire ionique. De plus, il peut également être utilisé comme électrode positive pour former une batterie secondaire au lithium de 1,5 V avec une électrode négative au lithium métallique ou en alliage de lithium. Le titanate de lithium a les caractéristiques de sécurité élevée, de stabilité élevée, de longue durée de vie et de protection de l'environnement.
Le titanate de lithium (LTO) est utilisé comme matériau d'électrode négative dans les batteries. En raison de ses propres caractéristiques, l'interaction entre le LTO et l'électrolyte est facile à se produire et le gaz est précipité dans le processus de réaction du cycle de charge-décharge. Par conséquent, la batterie au titanate de lithium commune est facile à gonfler, ce qui entraîne un renflement du noyau de la batterie et réduit considérablement les performances électriques, ce qui réduit considérablement la durée de vie théorique de la batterie au titanate de lithium. Les données de test montrent que la batterie ordinaire au titanate de lithium se gonfle après environ 1 500-2 000 cycles, ce qui conduit à l'échec d'une utilisation normale, ce qui est également une raison importante qui limite l'application à grande échelle de la batterie au titanate de lithium.
L'amélioration des performances de la batterie au titanate de lithium (LTO) est l'incarnation complète de l'amélioration des performances d'un seul matériau et de l'intégration organique de matériaux clés. Selon les exigences de charge rapide et de longue durée de vie, outre les matériaux d'électrode négative, d'autres matières premières clés (y compris les matériaux d'électrode positive, les séparateurs et les électrolytes) des batteries lithium-ion ont également été ciblées, et en même temps, combinées à un processus d'ingénierie spécial. expérience, un" non-aplatissant" Le produit de batterie LpTO au titanate de lithium a finalement été formé, qui a d'abord été appliqué par lots sur des bus électriques.
Les données de test montrent que la durée de vie de la batterie unique au titanate de lithium LpTO dépasse 25000 fois et que la capacité restante dépasse 80% dans les conditions de charge à 6C, de décharge à 6C et 100% DOD, et le phénomène de gonflage du noyau de la batterie est pas évident, ce qui n'affecte pas sa durée de vie. L'application réelle du bus électrique pur à charge rapide de Chongqing montre également qu'après le regroupement des batteries, les performances électriques sont tout à fait excellentes, ce qui peut assurer le fonctionnement commercial quotidien du bus électrique pur.
Avantages
Le remplacement des véhicules à carburant par des véhicules électriques est le meilleur choix pour résoudre la pollution de l'environnement urbain, parmi lesquels les batteries lithium-ion ont attiré une large attention des chercheurs. Afin de répondre aux exigences des véhicules électriques pour les batteries de puissance ionique embarquées, le développement de matériaux d'anode avec une sécurité élevée, de bonnes performances de débit et une longue durée de vie est un point chaud et difficile. La cathode de batterie au lithium-ion commerciale utilise principalement du carbone, mais la batterie au lithium avec du carbone comme cathode présente encore quelques inconvénients dans l'application:
1. Les dendrites de lithium sont facilement précipitées pendant la surcharge, ce qui provoque un court-circuit de la batterie et affecte les performances de sécurité des batteries au lithium;
2. Il est facile de former un film SEI, ce qui conduit à une faible efficacité de première charge et de décharge et à une grande capacité irréversible;
3. La tension de la plate-forme du matériau en carbone est faible (proche du lithium métal) et il est facile de provoquer la décomposition de l'électrolyte, ce qui présente des risques potentiels pour la sécurité.
4. Dans le processus d'intercalation et de désintercalation des ions lithium, le volume change considérablement et la stabilité du cycle est médiocre.
Comparé aux matériaux en carbone, le spinelle Li4Ti5O12 présente des avantages évidents:
1. C'est un matériau sans déformation avec de bonnes performances de cycle;
2. La tension de décharge est stable et l'électrolyte ne se décompose pas, ce qui améliore les performances de sécurité des batteries au lithium;
3. Comparé aux matériaux de cathode de carbone, le titanate de lithium a un coefficient de diffusion d'ion de lithium élevé (2 * 10-8cm2 / s), et peut être chargé et déchargé à un taux élevé.
4. Le potentiel du titanate de lithium est plus élevé que celui du lithium métallique pur, il est donc difficile de produire des dendrites de lithium, qui fournissent une base pour assurer la sécurité des batteries au lithium.
Désavantages
1. Par rapport à d'autres types de batteries lithium-ion, la densité d'énergie sera plus faible.
2. Le problème des flatulences a toujours entravé l'application de la batterie au titanate de lithium.
3. Par rapport aux autres types de batteries lithium-ion, le prix est plus élevé.
4. Il existe encore des différences de consistance de la batterie, qui augmenteront progressivement avec l'augmentation des temps de charge et de décharge.
