鈦酸鋰石墨烯包覆能否解決產(chǎn)氣問題

鈦酸鋰石墨烯包覆能否解決產(chǎn)氣問題

1、與傳統(tǒng)的石墨負(fù)極相比，鈦酸鋰作為鋰離子電池負(fù)極的優(yōu)勢很明顯;

(1)、鈦酸鋰具有高的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)(為2 *10-8cm2/s)，大巴與乘用車在不損傷電池的情況下可以實(shí)現(xiàn)10min速充;

(2)、寬溫適應(yīng)性，鈦酸鋰負(fù)極體系的材料，在低溫(-40℃)以及高溫(60℃)有較好的表現(xiàn)，對于石墨負(fù)極體系難于跨越的低溫和高溫區(qū)域，鈦酸鋰優(yōu)勢明顯。

(3)、鈦酸鋰表面不形成SEI膜，首次循環(huán)不會消耗鋰離子;另外該材料嵌入鋰離子和脫嵌，材料體積不會發(fā)生變化，屬于零應(yīng)變材料;這將有助于鋰離子電池循環(huán)壽命的提高;實(shí)際應(yīng)用檢測中，鈦酸鋰循環(huán)壽命可以達(dá)到驚人的30000周容量保持率80%以上;

(4)、由于鈦酸鋰電勢比金屬鋰高，因此在鈦酸鋰為負(fù)極的表面不易生成鋰晶枝;這就避免了在長周期循環(huán)過程中的鋰晶枝刺穿隔膜發(fā)生的安全隱患;

2、鈦酸鋰在使用過程中產(chǎn)氣，是鈦酸鋰無法得到大批量應(yīng)用的主要瓶頸之一

鈦酸鋰產(chǎn)氣的機(jī)理探討：通過對鈦酸鋰產(chǎn)生氣體他統(tǒng)計(jì)分析，主要成分為H2、CO2、CO等;其中H2;

(1)、鈦酸鋰本身不含有氫元素，因此產(chǎn)氣并非鈦酸鋰本身分解所致;

(2)、鈦酸鋰本身顆粒細(xì)小，比表面積大容易吸收水分;因此表面吸附水分也是一個(gè)產(chǎn)氣因素;

(3)、通過鈦酸鋰電池滿電狀態(tài)高溫儲藏收集到大主要成分為H2的氣體，并且產(chǎn)生的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過材料所含微量水分能產(chǎn)生的氣體量;由此可以認(rèn)為，鈦酸鋰電池產(chǎn)氣主要來源也非吸附的水分;

(4)、John B. Coodenough等研究發(fā)現(xiàn)，電極材料在1.0~4.7V的點(diǎn)位區(qū)間都不會形成SEI膜;鈦酸鋰點(diǎn)位為1.5V，鈦酸鋰在實(shí)際應(yīng)用中不會在其表面形成SEI膜，鈦酸鋰可以直接接觸到電解液。Belharoak等認(rèn)為鈦酸鋰的鈦氧鍵(Ti-O)在高電位條件下催化了電解液的分解而導(dǎo)致產(chǎn)氣。

(5)多學(xué)著認(rèn)為鈦酸鋰產(chǎn)氣與電解液在鈦酸鋰表面發(fā)生副反應(yīng)有關(guān)，在高溫條件下尤為明顯。

3、石墨烯包覆-鈦酸鋰改性

如上述，鈦酸鋰產(chǎn)氣的主要原因?yàn)楦唠娢粭l件下電解液在鈦酸鋰表面的分解;對鈦酸鋰材料表面進(jìn)行改性，阻止電解液在鈦酸鋰材料表面發(fā)生反應(yīng)是抑制電池產(chǎn)氣的可行辦法。

珠海銀隆通過石墨烯摻雜包覆技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)氣的抑制，從而提高了產(chǎn)品的適用性;同此類技術(shù)的還有天津普蘭納米，于2016初宣布研制成功，并投入量產(chǎn)。

4、實(shí)際應(yīng)用

(1)、微宏動(dòng)力系統(tǒng)(湖州)有限公司2015年鈦酸鋰電池業(yè)務(wù)成交額已經(jīng)過億，2016年的鈦酸鋰電池市場需求量不會有特別大的變化，樂觀預(yù)計(jì)今年將增加20%-50%。微宏動(dòng)力的鈦酸鋰快充電池已經(jīng)在重慶恒通、蘇州金龍、北汽福田、廈門金龍、南京金龍、東風(fēng)揚(yáng)子江等中國各大新能源客車以及英國、德國、荷蘭等海外市場應(yīng)用;

(2)、天津捷威動(dòng)力有限公司的鈦酸鋰電池目前主要應(yīng)用于商業(yè)大巴車上，2016年之前主要出口美國某大巴公司，現(xiàn)在國內(nèi)一些省市的相關(guān)項(xiàng)目在量產(chǎn)推進(jìn)中。鈦酸鋰市場需求較前兩年明顯增大;

(3)、2015年珠海銀隆純電動(dòng)客車銷售量躍升至3189輛，實(shí)現(xiàn)全年銷售訂單近7000輛，年增長率2228%，銷售總金額超過40億元，2016年預(yù)計(jì)可增加三倍左右;

綜上述：技術(shù)的發(fā)展總是充滿坎坷和曲折，實(shí)業(yè)為國之基石!振興實(shí)業(yè)為我國長遠(yuǎn)發(fā)展的根本基礎(chǔ)，實(shí)業(yè)家更是發(fā)展實(shí)業(yè)的領(lǐng)頭羊;不苛求所有人理解贊同，只希望在不了解不清楚情況的條件下給予寬容!