สถานะการพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไทเทเนียมออกไซด์ทั้งในและต่างประเทศเป็นอย่างไร?

นับตั้งแต่การพัฒนาอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในปี 1991 กราไฟท์เป็นวัสดุอิเล็กโทรดเชิงลบที่โดดเด่นสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไททาเนตเป็นวัสดุอิเล็กโทรดเชิงลบรูปแบบใหม่สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ได้รับความสนใจในช่วงปลายทศวรรษ 1990 เนื่องจากประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมตัวอย่างเช่น วัสดุลิเธียมไททาเนตสามารถรักษาความเสถียรในระดับสูงในโครงสร้างผลึกในระหว่างการแทรกและการกำจัดลิเธียมไอออน โดยมีการเปลี่ยนแปลงค่าคงที่ของโครงตาข่ายน้อยที่สุด (การเปลี่ยนแปลงปริมาตร
วัสดุอิเล็กโทรด "ความเครียดเป็นศูนย์" นี้ช่วยยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมไททาเนตได้อย่างมากลิเธียมไททาเนตมีช่องการแพร่กระจายลิเธียมไอออนสามมิติที่เป็นเอกลักษณ์พร้อมโครงสร้างสปิเนล ซึ่งมีข้อดี เช่น คุณลักษณะด้านกำลังที่ดีเยี่ยม และประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงและต่ำที่ยอดเยี่ยมเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุอิเล็กโทรดคาร์บอนลบ ลิเธียมไททาเนตมีศักยภาพสูงกว่า (สูงกว่าลิเธียมโลหะ 1.55V) ซึ่งส่งผลให้ชั้นของแข็ง-ของเหลวเติบโตบนพื้นผิวของอิเล็กโทรไลต์ และอิเล็กโทรดคาร์บอนลบไม่ก่อตัวบนพื้นผิวของลิเธียมไททาเนต .
ที่สำคัญกว่านั้น เป็นเรื่องยากสำหรับลิเธียมเดนไดรต์ที่จะก่อตัวบนพื้นผิวของลิเธียมไททาเนตภายในช่วงแรงดันไฟฟ้าของการใช้งานแบตเตอรี่ปกติซึ่งช่วยลดโอกาสที่จะเกิดการลัดวงจรที่เกิดจากลิเธียมเดนไดรต์ภายในแบตเตอรี่ได้อย่างมากดังนั้นความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีลิเธียมไททาเนตเป็นขั้วลบจึงสูงที่สุดในบรรดาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทุกประเภทที่ผู้เขียนได้เห็น
คนในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่เคยได้ยินว่าอายุการใช้งานแบตเตอรี่ลิเธียมของลิเธียมไททาเนตที่ใช้แทนกราไฟท์เนื่องจากวัสดุอิเล็กโทรดลบสามารถเข้าถึงได้นับหมื่นครั้ง ซึ่งสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไปทั่วไป และมันจะตายหลังจากผ่านไปเพียงไม่กี่พันรอบ .
เนื่องจากผู้เชี่ยวชาญด้านแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมืออาชีพส่วนใหญ่ไม่เคยเริ่มผลิตผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่ลิเธียมไททาเนตเลย หรือผลิตเพียงไม่กี่ครั้งและจบลงอย่างเร่งรีบเมื่อประสบปัญหาดังนั้นพวกเขาจึงไม่สามารถสงบสติอารมณ์และคิดให้รอบคอบว่าทำไมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบดั้งเดิมที่ผลิตออกมาอย่างสมบูรณ์แบบที่สุดจึงสามารถมีอายุการใช้งานได้เพียง 1,000-2,000 รอบการชาร์จและคายประจุเท่านั้น
แบตเตอรี่.jpg
เหตุผลพื้นฐานที่ทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบเดิมมีอายุการใช้งานสั้นเนื่องมาจากองค์ประกอบพื้นฐานประการหนึ่ง นั่นก็คือภาระอันน่าอับอายของอิเล็กโทรดลบกราไฟท์ใช่หรือไม่เมื่อขั้วลบกราไฟท์ถูกแทนที่ด้วยอิเล็กโทรดขั้วลบลิเธียมไททาเนตชนิดสปิเนล ระบบเคมีของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่เหมือนกันโดยพื้นฐานแล้วสามารถขี่จักรยานได้นับหมื่นหรือหลายแสนครั้ง
นอกจากนี้ เมื่อหลายๆ คนพูดถึงความหนาแน่นพลังงานต่ำของแบตเตอรี่ลิเธียมไททาเนต พวกเขามองข้ามข้อเท็จจริงที่เรียบง่ายแต่สำคัญ: อายุการใช้งานของวงจรชีวิตที่ยาวนานเป็นพิเศษ ความปลอดภัยเป็นพิเศษ คุณลักษณะด้านพลังงานที่ดีเยี่ยม และการประหยัดที่ดีของแบตเตอรี่ลิเธียมไททาเนตลักษณะเหล่านี้จะเป็นรากฐานที่สำคัญสำหรับอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงานลิเธียมไอออนขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นใหม่
ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียมไททาเนตกำลังเฟื่องฟูทั้งในประเทศและต่างประเทศห่วงโซ่อุตสาหกรรมของบริษัทสามารถแบ่งออกเป็นการเตรียมวัสดุลิเธียมไททาเนต การผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไททาเนต การบูรณาการระบบแบตเตอรี่ลิเธียมไททาเนต และการใช้งานในตลาดรถยนต์ไฟฟ้าและการจัดเก็บพลังงาน
1. วัสดุลิเธียมไททาเนต
ในระดับสากล มีบริษัทชั้นนำในด้านการวิจัยและการพัฒนาอุตสาหกรรมวัสดุลิเธียมไททาเนต เช่น Oti Nanotechnology จากสหรัฐอเมริกา Ishihara Industries จากญี่ปุ่น และ Johnson&Johnson จากสหราชอาณาจักรในหมู่พวกเขา วัสดุลิเธียมไททาเนตที่ผลิตโดยไทเทเนียมของอเมริกามีประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยมในแง่ของอัตรา ความปลอดภัย อายุการใช้งานที่ยาวนาน และอุณหภูมิสูงและต่ำอย่างไรก็ตาม เนื่องจากวิธีการผลิตที่ยาวและแม่นยำมากเกินไป ต้นทุนการผลิตจึงค่อนข้างสูง ทำให้ยากต่อการจำหน่ายและส่งเสริม