Explicación detallada de las ventajas y desventajas de la batería de titanato de litio

La batería de titanato de litio es una batería secundaria de iones de litio que se utiliza como material de electrodo negativo para una batería de iones de litio, titanato de litio, y puede estar compuesta de un material de electrodo positivo como manganato de litio, un material ternario o fosfato de hierro y litio para formar un 2.4V o 1.9V. Además, también se puede utilizar como electrodo positivo, y una batería secundaria de litio de 1,5 V está compuesta por un metal de litio o un electrodo negativo de aleación de litio.

Por qué la batería de titanato de litio no se ha convertido en la corriente principal: las ventajas y desventajas de la batería de titanato de litio explican

El material de titanato de litio (LTO) se utiliza como material de electrodo negativo en las baterías. Debido a sus propias características, es probable que el material y el electrolito interactúen entre sí y produzcan desprendimiento de gas durante la reacción del ciclo de carga y descarga. Por lo tanto, la batería de titanato de litio ordinario es propensa a las flatulencias, lo que da como resultado un paquete de baterías, y el rendimiento eléctrico también se reduce considerablemente, lo que reduce en gran medida el ciclo de vida teórico de la batería de titanato de litio. Los datos de la prueba muestran que la batería de titanato de litio ordinaria explotará después de 1500-2000 ciclos, lo que puede causar un uso normal, lo cual es una razón importante para restringir la aplicación a gran escala de las baterías de titanato de litio.

La mejora del rendimiento de la batería de titanato de litio (LTO) es una combinación de rendimiento mejorado de materiales individuales e integración orgánica de materiales clave. En respuesta a los requisitos de carga rápida y larga vida útil, además del material del ánodo, finalmente se han formado otras materias primas clave para las baterías de iones de litio (incluidos materiales de cátodos, separadores y electrolitos), combinadas con una experiencia especial en procesos de ingeniería. El producto de batería LpTO de titanato de litio sin flatulencia, y primero se dio cuenta de la aplicación por lotes en el autobús eléctrico.

Los datos de prueba muestran que bajo las condiciones de carga 6C, descarga 6C y 100% DOD, la celda única LpTO de titanato de litio tiene un ciclo de vida de más de 25,000 veces y la capacidad restante excede el 80%. Al mismo tiempo, la flatulencia generada por la batería no es obvia y no afecta. Su vida útil; y la aplicación práctica del autobús eléctrico puro de carga rápida de Chongqing también muestra que después de agrupar la batería, el rendimiento del rendimiento eléctrico también es muy bueno, lo que puede garantizar la operación comercial diaria del autobús eléctrico puro.

Ventajas de la batería de titanato de litio

Por qué la batería de titanato de litio no se ha generalizado: las ventajas y desventajas de la batería de titanato de litio explican

1, buena seguridad y estabilidad

Cuando el electrodo de carbono convencional se sobrecarga después de la inserción de litio, la superficie del electrodo puede precipitar litio metálico, y la reacción con el electrolito reacciona para generar un gas combustible, lo que representa un peligro para la seguridad. El potencial del titanato de litio es mayor que el del litio de metal puro, no es fácil generar ramas de cristal de litio, el voltaje de descarga es estable y, por lo tanto, se mejora el rendimiento de seguridad de la batería de litio. Una organización de terceros realizó pruebas en baterías de titanato de litio y descubrió que eran mucho más seguras que otras baterías de litio porque no emitían humo, no se incendiaban ni explotaban bajo pruebas rigurosas como acupuntura, extrusión y cortocircuito. Por lo tanto, muchas personas en la industria creen que el titanato de litio es muy adecuado para su uso en campos militares donde la estabilidad de la batería es extremadamente alta.

La seguridad y estabilidad de los vehículos eléctricos es el indicador más importante para los consumidores. No importa cuán largo sea el rango de crucero, si el problema de seguridad no se puede resolver, el consumidor solo conducirá un automóvil con una bomba inoportuna y el rendimiento ultraseguro de la batería de titanato de litio. El rendimiento ultraseguro de las baterías de titanato de litio sin duda se verá favorecido por los consumidores.

2, el rendimiento de carga rápida es excelente

En comparación con el material del ánodo de carbono, el titanato de litio tiene un alto coeficiente de difusión de iones de litio y se puede cargar y descargar a una velocidad alta. Si bien reduce en gran medida el tiempo de carga, el impacto en la vida útil del ciclo es pequeño y la estabilidad térmica también es fuerte. Según las pruebas, la batería de titanato de litio desarrollada con la última tecnología se puede llenar en unos diez minutos, lo que supone un salto cualitativo con respecto a la batería tradicional.

El tiempo de carga demasiado largo siempre ha sido un obstáculo difícil de superar en el desarrollo de los vehículos eléctricos. Generalmente, se utiliza un autobús eléctrico puro de carga lenta y el tiempo de carga es de al menos 4 horas. El tiempo de carga de muchos turismos eléctricos puros es de hasta 8 horas. La carga rápida de vehículos eléctricos es una tendencia en el futuro y los consumidores no están dispuestos a perder demasiado tiempo esperando la carga.

3, ciclo de vida largo

La vida útil del ciclo de la batería determina el rendimiento de costos de todo el vehículo de nueva energía y es el principal punto competitivo después de que el vehículo de nueva energía está fuera de la política de subsidios. El ciclo de vida prolongado de las baterías de automóvil permite a los consumidores comprarlas y pagarlas.

Otras baterías de iones de litio tradicionales, como las baterías de fosfato de hierro y litio, tienen el problema de una capacidad muy reducida y una vida útil más corta durante el uso, lo que no solo afecta el uso normal del usuario, sino que también aumenta el costo de reemplazo de la batería. Es probable que esta mala experiencia desaliente a los consumidores de los vehículos eléctricos, lo que no favorece el desarrollo sostenible de la industria de vehículos de nueva energía. Las baterías de titanato de litio resuelven bien estos problemas.

Cuando la batería de titanato de litio se carga y descarga, la intercalación y desintercalación de iones de litio no provocan un cambio en la estructura cristalina del titanato de litio y, por lo tanto, tienen poco efecto sobre la estructura del material de titanato de litio. Por esta razón, el titanato de litio también se conoce como "material de deformación cero". La batería de titanato de litio es superior a la batería de fosfato de hierro y litio actual con "carga lenta de hasta 5 años y carga rápida de hasta 2 años". Según los datos de la prueba, el ciclo de vida medio de la batería es de 3.000 veces y la batería de titanato de litio se puede cargar y descargar por completo hasta 30.000 veces. Después de 10 años como batería de alimentación, se puede utilizar como batería de almacenamiento de energía. 20 años. Esto también significa que la batería de titanato de litio puede alcanzar el mismo ciclo de vida que el vehículo, y el usuario no necesita reemplazar la batería en el uso real y casi no aumenta el costo posterior.

4, buena resistencia a la temperatura amplia

La estructura de espinela de la batería de titanato de litio tiene un canal de difusión de iones de litio tridimensional, por lo que la batería de titanato de litio también es excelente en cuanto a rendimiento a altas y bajas temperaturas. Generalmente, los vehículos eléctricos tendrán problemas al cargar y descargar a menos 10 ° C.La batería de titanato de litio tiene buena resistencia a la temperatura amplia y buena durabilidad, y normalmente se puede cargar y descargar a menos 50 ° C a cero a 60 ° C. ya sea en hielo o no. Northland, todavía en el cálido sur, los vehículos no afectarán el trabajo debido al "choque" de la batería, eliminando las preocupaciones de los usuarios.

Estas ventajas de la batería de titanato de litio pueden ahorrar en gran medida la construcción del sitio de la estación de carga y los costos de personal, etc. Es más adecuado para la promoción y aplicación en el campo de autobuses, y el sistema de autobuses es el "campo de batalla principal" para la promoción y aplicación de autobuses de nueva energía en China. Los comentarios del mercado de autobuses, que actualmente tiene la mayor proporción de vehículos de nueva energía, muestran que el método de carga rápida es más adecuado para las necesidades reales del mercado actual de autobuses. Han pasado más de dos años desde la operación de un autobús de nueva energía utilizando una batería de titanato de litio en una empresa de autobuses en la provincia de Hebei. La experiencia de la persona a cargo relevante es: “Un automóvil se puede cargar completamente en 6-10 minutos y el conductor puede cambiar de turno. El vacío se puede llenar ".

El ánodo de la batería de titanato de litio utiliza titanato de litio, y la participación de mercado es muy pequeña en comparación con la batería de litio convencional para grafito para electrodos negativos. Según los datos, en el nuevo bus de energía, la cuota de mercado de la batería de titanato de litio es de aproximadamente el 3%, muy inferior a la cuota de mercado del 88% de la batería de fosfato de hierro y litio; en el campo de los turismos, baterías de titanato de litio y otros. La tecnología minoritaria comparte el 3% del espacio de mercado.

Por qué la batería de titanato de litio no se ha convertido en la corriente principal: las ventajas y desventajas de la batería de titanato de litio explican

¿Por qué la batería de titanato de litio no es la corriente principal? Hay varias razones principales para este fenómeno:

1, la duración, el rendimiento, etc. de la batería de litio se ven afectados por muchos aspectos, especialmente el impacto de los cuatro materiales principales. El titanato de litio es solo un material de electrodo negativo, y cómo se puede mejorar un material también es difícil para darle al producto una ventaja incomparable. Además, el material del electrodo positivo es el material más importante que afecta el rendimiento de las baterías de litio.

2. La mayor desventaja de la batería de titanato de litio es la baja densidad de energía y el alto costo. En particular, la baja densidad de energía está determinada por el rendimiento principal del titanato de litio del material del electrodo negativo, y es difícil tener un gran espacio de penetración. Los costos se pueden reducir por escala y, en principio, en función de las debilidades. No se pueden cambiar con la tecnología.

3. En cuanto a la batería de titanato de litio que se dice que tiene una larga vida útil, es más difícil obtener la certificación. La vida útil de la batería también se ve afectada por el material del electrodo positivo, el electrolito, el diafragma y la temperatura de funcionamiento. El titanato de litio se utiliza como electrodo negativo y también presenta problemas como la flatulencia y la consistencia de uso a largo plazo. En la actualidad, no se puede probar que las baterías de ácido de litio duren más que otras baterías. En la actualidad, las baterías ternarias y de fosfato de hierro y litio tienen un ciclo de vida de más de 2000 veces. Según la frecuencia de uso general, se puede lograr durante 7-10 años. Con el avance de la tecnología, habrá 3.000 veces y 4.000 veces. Demasiado lejos, la situación se puede utilizar durante más de 10 años o incluso 20 años de vida útil, lo que excederá el ciclo de vida general del automóvil. Las baterías de titanato de litio no tienen ninguna ventaja incluso si tienen una vida útil prolongada.

4, la batería de titanato de litio para hacer menos empresas conducirá a una menor inversión en la I + D general de la industria, de la inversión actual de las empresas de baterías en I + D y la inversión de planificación, pocas empresas se centrarán en el desarrollo de baterías de titanato de litio. En el futuro, otras tecnologías de baterías de litio avanzarán más rápido que las baterías de titanato de litio.

5, la investigación de la nueva producción de guerra desde la perspectiva de las tendencias de la industria, no creo que las empresas internacionales principales no hacen buena tecnología, brillará en China. La investigación básica de China aún está lejos del nivel de las empresas internacionales avanzadas. Es caprichoso querer filtrarse en la tendencia tecnológica internacional. El espacio de mercado para las baterías de titanato de litio será muy limitado en el futuro. Básicamente, no hay espacio en la industria automotriz, y el espacio para la industria automotriz en el futuro será más pequeño de lo que es ahora. Se puede probar el campo del almacenamiento de energía, pero nunca se convertirá en la corriente principal. Junto con el alto precio, en comparación con el rendimiento de alto costo del almacenamiento futuro de baterías de energía, la perspectiva del titanato de litio en el campo del almacenamiento de energía también es preocupante.

Estado del desarrollo

¿Por qué la batería de titanato de litio no se ha convertido en la corriente principal? Explicación de las ventajas y desventajas de la batería de titanato de litio

A pesar de las deficiencias de las baterías de titanato de litio, tiene ventajas significativas en términos de rendimiento de seguridad, carga y descarga y ciclo de vida, lo que apunta a los puntos débiles de otros tipos de baterías eléctricas en el mercado actual. En la actualidad, las empresas nacionales que se dedican a la investigación y el desarrollo de baterías de titanato de litio incluyen a Yinlong y Weihong Power. Con el aumento de la investigación y el desarrollo de titanato de litio, se resolverán algunos problemas técnicos.

Se entiende que Yinlong, que ha dominado la tecnología central del titanato de litio, ha desarrollado una batería de titanato de litio de alta densidad de energía de cuarta generación, que tiene una reducción del 40% en el costo y un aumento del 60% en la densidad de energía en comparación con la tercera generación. Yinlong también domina la tecnología central de la investigación y el desarrollo de hidrógeno y titanio, que resolverá eficazmente el problema de la densidad de energía de la batería. En la actualidad, Yinlong no solo se da cuenta de la operación exitosa de productos en más de 30 ciudades en Beijing, Shijiazhuang, Handan, Zhuhai, etc. Ingresó con éxito a los mercados de ultramar de los Estados Unidos, Alemania, Francia En 2015, Yinlong vendió casi 7,000 vehículos en todo el mundo . Se entiende que en el futuro, Yinlong también resolverá el problema del kilometraje de corta duración de los vehículos de nueva energía mediante la combinación de una batería de titanato de litio y una pila de combustible.

Durante muchos años, Micro-Power se ha centrado en la investigación y el desarrollo de materiales centrales para baterías de iones de litio y el desarrollo de baterías de titanato de litio como su principal dirección estratégica. En 2011, Weihong Power invirtió en la primera línea de autobuses de carga rápida en China, alcanzando ventas anuales de 1.500 millones de yuanes en 2015. Después de años de investigación, Weihong Power seleccionó un carbono compuesto poroso de titanato de litio que puede soportar altas corrientes y tiene espinela estructura como un material de electrodo negativo. En 2013, se lanzó la batería de litio LpCO de batería de carga rápida de segunda generación para evitar la rapidez. La corriente de alta potencia es una amenaza para la seguridad de la batería, combinada con electrolito sin combustión, tecnología de diafragma de alta porosidad y alta permeabilidad y tecnología de fluido térmico inteligente STL para mejorar la seguridad de la carga. El 9 de junio de 2016, en la ceremonia de entrega de premios del “Premio a la innovación empresarial en transformación” celebrada por el Financial Times, Weihong Power ganó el “Premio al logro de la innovación en la transformación de la ciudad con bajas emisiones de carbono” y el “Premio a la excelencia empresarial en la innovación en transformación”. Fue la única compañía china seleccionada para la ceremonia.

Aunque el debate sobre las baterías de titanato de litio no se ha detenido, la polémica no es mala. Dejemos que las diferentes voces se expresen plenamente y la verdad se aclarará cada vez más. Aunque la controversia sobre las baterías de titanato de litio afectará el mercado y la confianza de los consumidores en las baterías de titanato de litio hasta cierto punto, puede afectar las decisiones de inversión, pero las cinco ventajas de las baterías de titanato de litio, el futuro de titanato de litio Avances continuos en la tecnología de baterías, así como La experiencia operativa de empresas como Yinlong y Weihong Power en vehículos de soporte de titanato de litio, puede juzgarse que las baterías de titanato de litio en el futuro se convertirán en una "fuerza viva" para la tecnología de baterías de vehículos de nueva energía.

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