Dènye pwogrè nan siprime flatulans nan ityòm titanat pil

Lityòm titanat (Li4Ti5O12 souvan ke yo rekonèt kòm LTO) gwoup espas ki dwe nan Fd3m, estrikti spinèl la. Paske nan inik li yo twa dimansyon ityòm ion chanèl difizyon, li gen avantaj ki genyen nan karakteristik pouvwa ekselan ak bon pèfòmans tanperati ki wo ak ba. An menm tan an, estrikti nan kristal nan ityòm titanat ka kenbe estabilite segondè pandan sik la deintercalation ityòm ion ak chanjman nan volim se mwens pase 1%, ki ponn fondasyon an pou ityòm titanat yo vin yon materyèl enpòtan negatif electrode. Pi enpòtan toujou, li elimine danje ki kache nan sekirite batri ak li te ye tankou materyèl ki pi an sekirite elektwòd negatif pou pil ityòm. Estrikti fizik la nan ityòm titanat se apwopriye kòm yon materyèl elektwòd negatif pou pil ityòm, se konsa sa ki karakteristik elektwochimik li yo? Konpare ak materyèl anod kabòn, ityòm titanat gen yon potansyèl ki pi wo nan 1.55V vs Li + / Li, yon kapasite teyorik nan 175mAh / g, yon vòltaj sikwi louvri nan 2.4V, ak yon dansite enèji ki pi ba ak platfòm vòltaj.

Lityòm titanat pil gen avantaj ki genyen nan sekirite segondè, segondè pousantaj chaje, lavi sik long, elatriye Sepandan, lè ityòm titanat yo itilize kòm elektwòd negatif la, batri a pral gen flatulans grav pandan chaj la ak sik egzeyat, ki se pi grav nan tanperati ki wo. Malgre ke rechèch sou flatulans nan ityòm titanat pil pa janm sispann, ki gen ladan modifikasyon kouch kabòn, ibridasyon, nanomètrizasyon, elatriye, pwoblèm nan flatulans pa te konplètman rezoud, ki anpeche pwomosyon sou mache a nan ityòm titanat pil.

1. Mekanis flatulans nan ityòm titanat batri

Kominote a akademik kwè ke rezon ki fè flatulans nan ityòm titanat / batri NCM se pi grav pase sa yo ki an grafit / NCM se ke ityòm titanat pa ka fòme yon fim SEI sou sifas li yo tankou yon batri sistèm anod grafit anpeche reyaksyon li yo ak elektwolit la . Pandan pwosesis la chaje ak dechaje, elektwolit la se toujou an kontak dirèk ak sifas la nan Li4Ti5O12, sa ki lakòz rediksyon kontinyèl ak dekonpozisyon nan elektwolit la sou sifas la nan materyèl la Li4Ti5O12, ki ka kòz la rasin nan flatulans batri Li4Ti5O12 la.

Konpozan prensipal yo nan gaz yo se H2, CO2, CO, CH4, C2H6, C2H4, C3H8, elatriye Lè lityòm titanat benyen nan elektwolit la pou kont li, se sèlman CO2 ki pwodui. Aprè li te fè yon batri ak materyèl NCM, gaz yo pwodwi gen ladan H2, CO2, CO ak yon ti kantite idrokarbur gaz. Pandan chaje ak dechaje, H2 pwodui, ak kontni H2 nan gaz la pwodwi an menm tan an depase 50%. Sa endike ke H2 ak CO gaz yo pral pwodwi pandan pwosesis la chaj ak egzeyat.

LiPF6 gen balans sa a nan elektwolit la:

PF5 se yon asid fò, ki fasilman lakòz dekonpozisyon nan kabonat, ak kantite lajan an nan PF5 ogmante ak ogmantasyon nan tanperati. PF5 ede elektwolit la dekonpoze yo pwodwi CO2, CO ak CxHy gaz. Selon etid ki gen rapò, jenerasyon H2 soti nan dlo tras nan elektwolit la, men kontni dlo nan elektwolit la jeneralman sou 20 × 10-6, ki kontribye anpil nan pwodiksyon H2. Wu Kai nan Inivèsite Shanghai Jiaotong te itilize graphite / NCM111 kòm batri nan eksperyans li e te konkli ke sous H2 se dekonpozisyon carbonate anba vòltaj anwo nan syèl la.

2. Anpèchman nan flatulans nan pil ityòm titanat

Koulye a, gen sitou twa solisyon yo anpeche flatulans nan ityòm titanat pil. Premyèman, pwosesis la ak modifikasyon nan materyèl anod LTO, ki gen ladan metòd preparasyon amelyore ak modifikasyon sifas, elatriye; dezyèmman, devlopman nan elektwolit ki matche ak LTO anod, ki gen ladan aditif, sistèm Solvent; twazyèmman, amelyore teknoloji batri.

(1) Amelyore pite matyè premyè epi evite entwodiksyon enpurte pandan pwosesis fabrikasyon an. Patikil yo malpwòpte pa pral sèlman katalize klasifikasyon nan elektwolit la jenere gaz, men tou, redwi anpil pèfòmans nan, lavi sik ak sekirite nan batri a ityòm. Se poutèt sa, entwodiksyon de enpurte nan batri a dwe minimize.

(2) Sifas titanat ityòm kouvri ak patikil kabòn nano. Rezon ki fè aparan pou fòmasyon nan gaz nan elektwòd negatif LTO a se ke fòmasyon nan fim nan SEI se pi dousman ak mwens, ki mennen nan fenomèn nan flatulans akonpaye lavi li yo. Etid la te jwenn ke yon kouch posibilite te etabli ant titanat ityòm lan ak koòdone elektwolit la (tankou bati yon kouch kouch nano-kabòn sou sifas titanat ityòm (LTO / C), ak koòdone elektwolit solid (SEI) fim ki fòme sou kouch kouch) Sou yon bò, se zòn nan kontak ant materyèl la LTO ak elektwolit la redwi yo anpeche jenerasyon gaz la. Nan lòt men an, kabòn nan tèt li ka pwodwi yon fim SEI fè moute pou mank de LTO, ak nan menm tan an, li kapab tou amelyore konduktiviti nan materyèl la LTO. Rezilta rechèch ki anwo yo ka rezoud pwoblèm pwodiksyon ityòm titanat batri a. Konpòtman gaz la gen yon gwo siyifikasyon, epi li fè pwomosyon konsepsyon ak gwo echèl aplikasyon ak devlopman gwo enèji ityòm titanat pil pouvwa.

(3) Amelyore fonksyonalite elektwolit la. Pou devlopman nan elektwolit nouvo, anpil rive gen tandans sèvi ak aditif ankouraje fòmasyon nan yon fim dans SEI sou sifas la nan LTO a siprime ensidan an nan reyaksyon bò nan koòdone ki genyen ant LTO a ak elektwolit la. Sèten aditif elektwolit, tankou kabonat fliyò ak fosfat, yo fezab nan fòmasyon nan yon fim ki estab SEI sou sifas la elektwòd pozitif, diminye yap divòse nan iyon metal sou sifas la elektwòd pozitif, kidonk diminye jenerasyon gaz. Aditif fim-fòme kapab tou anpeche pwodiksyon gaz. Te ajoute fim-fòme aditif yo gen ladan ityòm borat, succinonitrile oswa adiponitrile, ak konpoze ak estrikti a nan R-CO-CH=N2 (kote R se C1-C8 alkil oswa fenil), fosfat siklik, dérivés fenil, fenilacetilèn dérivés, LiF aditif , elatriye, sa yo aditif fim-fòme yo tout fezab nan fòmasyon nan fim SEI sou sifas la nan LTO, ak anpeche ensidan an nan flatulans nan yon sèten limit.

(4) kouch sifas elektwòd pozitif. Kouvri sifas elektwòd pozitif la ak yon konpoze ki estab, tankou alumina, ka efektivman anpeche yap divòse nan iyon metal. Sepandan, yon kouch kouch twò konplèks ap anpeche deintercalation nan iyon ityòm ak afekte pèfòmans nan electrochemical nan materyèl la.

(5) Amelyore teknoloji pwodiksyon batri. Lè batri a pwodui, li nesesè pou kontwole imidite anviwònman an ak entwodiksyon imidite pandan operasyon an. Li ka li te ye nan kòz la nan gaz la ki imidite a nan lè a pral reyaji avèk materyèl la elektwòd pozitif yo fòme ityòm kabonat ak akselere dekonpozisyon nan elektwolit la jenere diyoksid kabòn. Anplis de sa, materyèl la titanat ityòm tèt li gen absòpsyon dlo trè fò (li bezwen opere nan yon chanm sèk). Apre moso poto negatif la absòbe imidite, li pral reyaji avèk PF5 ki te pwodwi pa dekonpozisyon revèsib nan elektwolit la pou fòme H2, kidonk strik kontwòl imidite esansyèl.