లిథియం టైటనేట్ ప్రతికూల విస్తరణకు బ్యాటరీ కంపెనీ మూడు పరిష్కారాలను నిరోధిస్తుంది

రచయిత: ఐఫ్లోపవర్ – పోర్టబుల్ పవర్ స్టేషన్ సరఫరాదారు

లిథియం టైటనేట్ (Li4TI5O12 సాధారణంగా LTO అని పిలుస్తారు) స్పేస్ గ్రూప్ FD3Mకి చెందినది, స్పినెల్ నిర్మాణం, దాని స్వంత త్రిమితీయ లిథియం అయాన్ వ్యాప్తి ఛానల్ కారణంగా, అద్భుతమైన శక్తి లక్షణాలు మరియు అధిక మరియు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత పనితీరు వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. అదే సమయంలో, లిథియం టైటనేట్ క్రిస్టల్ నిర్మాణం 1% కంటే తక్కువ లిథియం అయాన్ డీఇంటర్‌లాక్సేషన్‌లో అధిక స్థాయి స్థిరత్వ వాల్యూమ్‌ను నిర్వహించగలదు, ఇది ప్రాథమిక పదార్థాన్ని తయారు చేయడానికి ప్రాథమిక ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థం. మరీ ముఖ్యంగా, బ్యాటరీ యొక్క భద్రతా ప్రమాదం తొలగించబడుతుంది, దీనిని సురక్షితమైన లిథియం అయాన్ బ్యాటరీ నెగటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ మెటీరియల్ అని పిలుస్తారు.

లిథియం టైటనేట్ యొక్క భౌతిక నిర్మాణం లిథియం అయాన్ బ్యాటరీ నెగటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థంగా అనుకూలంగా ఉంటుంది, అప్పుడు దాని ఎలక్ట్రోకెమికల్ లక్షణాలు ఏమిటి?కార్బన్ నెగటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థంతో పోలిస్తే, లిథియం టైటనేట్ సంభావ్యత ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఇది 1.55VVSLI + / li, సైద్ధాంతిక సామర్థ్యం 175mAh / g, ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ 2.4V, శక్తి సాంద్రత మరియు వోల్టేజ్ ప్లాట్‌ఫారమ్ తక్కువగా ఉంటాయి.

లిథియం టైటనేట్ అయాన్ బ్యాటరీ అధిక భద్రత యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది, ఇది చాలా కాలం పాటు ఛార్జ్ చేయబడుతుంది మరియు సైకిల్ జీవితకాలం ఎక్కువ. కార్బన్ క్లాడింగ్ సవరణ, హైబ్రిడైజేషన్, నానోకెమ్ వంటి లిథియం టైటనేట్ అయాన్ బ్యాటరీ వాపు అధ్యయనం ఎన్నడూ ఆగనప్పటికీ, దాని అపానవాయువు ఇప్పటికీ పూర్తిగా పరిష్కరించబడింది, ఇది లిథియం టైటనేట్ అయాన్ బ్యాటరీల మార్కెటింగ్ ప్రమోషన్‌కు ఆటంకం కలిగిస్తుంది. I.

లిథియం ఆధారిత అయాన్ బ్యాటరీ వాయువు తయారీ విధానం లిథియం టైటనేట్ / NCM బ్యాటరీకి తీవ్రమైన కారణంగా పరిగణించబడుతుంది. ద్రవ ప్రతిచర్య. ఛార్జ్ మరియు డిశ్చార్జ్ ప్రక్రియ సమయంలో, ఎలక్ట్రోలైట్ ఎల్లప్పుడూ Li4Ti5O12 ఉపరితలాన్ని సంప్రదిస్తుంది, దీని ఫలితంగా Li4Ti5O12 పదార్థం యొక్క ఉపరితలంపై ఎలక్ట్రోలైట్ నిరంతరం తగ్గుతుంది, ఇది Li4Ti5o12 బ్యాటరీ వాయువు ఉబ్బరానికి మూల కారణం కావచ్చు.

వాయువు యొక్క ముఖ్యమైన భాగం H2, CO2, CO, CH4, C2H6, C2H4, C3H8, మొదలైనవి. లిథియం టైటనేట్‌ను ఎలక్ట్రోలైట్‌లో విడిగా ముంచినప్పుడు, CO2 మాత్రమే సంభవిస్తుంది మరియు NCM పదార్థాన్ని బ్యాటరీగా తయారుచేసిన తర్వాత, H2, CO2, CO మరియు కొద్ది మొత్తంలో వాయు హైడ్రోకార్బన్‌లుగా ఏర్పడే వాయువు, మరియు ఉత్పత్తి అయిన తర్వాత, ప్రసరణ సమయంలో మాత్రమే ఛార్జ్ ఛార్జ్ అయినప్పుడు, H2 సంభవిస్తుంది మరియు వాయువులోని వాయువు, H2 యొక్క కంటెంట్ 50% మించిపోతుంది. ఇది ఛార్జ్ మరియు డిశ్చార్జ్ సమయంలో H2 మరియు CO వాయువు కనిపిస్తుందని సూచిస్తుంది.

LiPF6 ఎలక్ట్రోలైట్‌లో ఉంటుంది: PF5 చాలా బలమైన ఆమ్లం, ఇది కార్బోనేట్ కుళ్ళిపోవడానికి సులభం, మరియు ఉష్ణోగ్రతతో PF5 పరిమాణం పెరుగుతుంది. PF5 ఎలక్ట్రోలైట్ కుళ్ళిపోవడానికి, CO2, CO మరియు CXHY వాయువులకు దోహదం చేస్తుంది. సంబంధిత అధ్యయనాల ప్రకారం, ఎలక్ట్రోలైట్‌లోని ట్రేస్ వాటర్ నుండి ఎలక్ట్రోలైట్ నుండి ట్రేస్ వాటర్ తీసుకోబడింది, అయితే సాధారణ ఎలక్ట్రోలైట్‌లోని నీటి శాతం దాదాపు 20 × 10-6, మరియు H2 ఉత్పత్తి చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.

షాంఘై జియాతోంగ్ విశ్వవిద్యాలయం వు కై యొక్క ప్రయోగం గ్రాఫైట్ / NCM111 కోసం బ్యాటరీగా ఉపయోగించబడింది. అధిక వోల్టేజ్ కింద కార్బోనేట్ కుళ్ళిపోవడం వల్ల H2 ఏర్పడుతుందని ముగింపు నిర్ధారించింది. రెండవది, లిథియం టైటనేట్ అయాన్ బ్యాటరీ అపానవాయువు లిథియం టైటనేట్ లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ అపానవాయువు యొక్క ద్రావణాన్ని నిరోధిస్తుంది, మూడు, మొదటిది, మెరుగైన తయారీ పద్ధతి మరియు ఉపరితల మార్పుతో సహా LTO నెగటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ మెటీరియల్ ప్రాసెసింగ్ సవరణ, మొదలైనవి.

, రెండవది, LTO నెగటివ్‌కు సరిపోయే అభివృద్ధి మరియు విద్యుద్విశ్లేషణ పరిష్కారాలు, సంకలనాలు, ద్రావణి వ్యవస్థలు; మూడవది, బ్యాటరీ ప్రక్రియ సాంకేతికతను మెరుగుపరచడం. (1) ముడి పదార్థాల స్వచ్ఛతను మెరుగుపరచడం మరియు తయారీ ప్రక్రియలో మలినాలను ప్రవేశపెట్టకుండా నిరోధించడం. మలిన కణాలు ఎలక్ట్రోలైట్ల యొక్క గ్రేడెడ్ వాయువులను ఉత్ప్రేరకపరచడమే కాకుండా, లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల పనితీరు, చక్ర జీవితం మరియు భద్రతను కూడా బాగా తగ్గిస్తాయి, కాబట్టి అవి బ్యాటరీలలో మలినాలను ప్రవేశపెట్టడాన్ని వీలైనంత వరకు తగ్గించాలి.

(2) లిథియం టైటనేట్ ఉపరితల కవర్ నానోకార్బన్ కణాలు. ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ LTO వాయువును ఏర్పరచడానికి స్పష్టమైన కారణం ఏమిటంటే, SEI ఫిల్మ్ నెమ్మదిగా, తక్కువగా ఉంటుంది, దీని ఫలితంగా ఆ దృగ్విషయం దాని జీవితకాలంతో కూడి ఉంటుంది. లిథియం టైటనేట్ మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ ఇంటర్‌ఫేస్ (లిథియం టైటనేట్ ఉపరితలం (LTO/C)లో నానోకార్బన్ పూతను నిర్మించడం వంటివి) మధ్య ఐసోలేషన్ పొర ఏర్పడిందని అధ్యయనం కనుగొంది, పూత పొరపై ఏర్పడిన ఘన ఎలక్ట్రోలైట్ ఇంటర్‌ఫేస్ (SEI) ఫిల్మ్.

LTO పదార్థం మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క సంపర్క ప్రాంతాన్ని తగ్గించడం, వాయువు సంభవించకుండా నిరోధించడం. మరోవైపు, కార్బన్ స్వయంగా LTO లేకపోవడాన్ని చూపిస్తుంది, అదే సమయంలో LTO పదార్థం యొక్క వాహకతను కూడా పెంచుతుంది. లిథియం టైటనేట్ అయాన్ బ్యాటరీల ఉత్పత్తిని పరిష్కరించడానికి పైన పేర్కొన్న పరిశోధన ఫలితాలు ముఖ్యమైన ప్రాముఖ్యతను కలిగి ఉన్నాయి, అధిక శక్తి టైటనేట్-ఆధారిత లిథియం బ్యాటరీ రూపకల్పన మరియు స్కేల్ అప్లికేషన్ మరియు అభివృద్ధి మరియు అభివృద్ధిని ప్రోత్సహించాయి.

(3) ఎలక్ట్రోలైట్ కార్యాచరణను మెరుగుపరచండి. కొత్త ఎలక్ట్రోలైట్ అభివృద్ధికి సంబంధించి, అనేక పేటెంట్లు LTO ఉపరితలంపై దట్టమైన SEI ఫిల్మ్ ఏర్పడటానికి వీలుగా సంకలితాన్ని ఉపయోగించుకుంటాయి, ఇది LTO మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ ఇంటర్‌ఫేస్ సంభవించడాన్ని అణిచివేస్తుంది. ఫ్లోరినేటెడ్ కార్బోనేట్లు మరియు ఫాస్ఫేట్లు వంటి కొన్ని ఎలక్ట్రోలైట్ సంకలనాలు, పాజిటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క ఉపరితలంపై స్థిరమైన SEI ఫిల్మ్ ఏర్పడటానికి దోహదపడతాయి, పాజిటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క ఉపరితల లోహ అయాన్ల కరిగిపోవడాన్ని తగ్గిస్తాయి, తద్వారా వాయువు సంభవించడాన్ని తగ్గిస్తాయి.

ఫిల్మ్ ఫార్మింగ్ సంకలితం గ్యాస్ ఉత్పత్తి మొత్తాన్ని కూడా నిరోధించగలదు, జోడించిన ఫిల్మ్ ఫార్మబుల్ సంకలితం లిథియం బోరేట్ ఉప్పు, బ్యూటాడియామోన్లోనిట్రైల్ లేదా హెక్సోనిట్రైల్, R-CH = N2 నిర్మాణం (ఇందులో R అనేది C1 నుండి C8 ఆల్కైల్ లేదా ఫినైల్), సైక్లిక్ ఫాస్ఫేట్, ఫినైల్ ఉత్పన్నం, ఫినైల్ఎసిటిలీన్ ఉత్పన్నం, LIF సంకలితం మొదలైనవి. (4) పాజిటివ్ ఉపరితల పూత. అల్యూమినా లేదా ఇలాంటివి వంటి సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ ఉపరితలంపై కప్పబడిన స్థిరమైన సమ్మేళనాలు లోహ అయాన్లను సమర్థవంతంగా నిరోధించగలవు.

అయితే, ఇది లిథియం అయాన్ డీఇంటర్లేటింగ్‌ను నిరోధించడానికి చాలా క్లిష్టమైన క్లాడింగ్, ఇది పదార్థాల ఎలక్ట్రోకెమికల్ లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తుంది. (5) బ్యాటరీ ఉత్పత్తి ప్రక్రియను మెరుగుపరచండి. బ్యాటరీ ఉత్పత్తి అయినప్పుడు, పర్యావరణ తేమ నియంత్రించబడుతుంది మరియు ఆపరేషన్ ప్రక్రియ నీరు ప్రవేశపెట్టబడుతుంది.

వాయువు యొక్క కారణం నుండి, గాలిలోని నీరు మరియు సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థం రియాక్టివ్‌గా లిథియం కార్బోనేట్‌ను ఏర్పరుస్తాయి మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ కుళ్ళిపోవడాన్ని వేగవంతం చేస్తాయి మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయని అర్థం చేసుకోవచ్చు. ఇంకా, లిథియం టైటనేట్ పదార్థం చాలా బలమైన నీటి శోషణను కలిగి ఉంటుంది (పొడి గదిలో పనిచేయడానికి), మరియు ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ షీట్ తేమను గ్రహిస్తుంది మరియు రివర్సిబిలిటీలో ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క రివర్సిబిలిటీలో సంభవించే PF5 ప్రతిచర్యను గ్రహిస్తుంది, కాబట్టి కఠినమైన తేమ నియంత్రణ అవసరం.