როგორია ტიტანის ოქსიდის ლითიუმ-იონური ბატარეის ტექნოლოგიის განვითარების სტატუსი როგორც შიდა, ასევე საერთაშორისო დონეზე?

1991 წელს ლითიუმ-იონური ბატარეების ინდუსტრიალიზაციის შემდეგ, გრაფიტი იყო დომინანტური ნეგატიური ელექტროდის მასალა ბატარეებისთვის.ლითიუმის ტიტანატი, როგორც ახალი ტიპის უარყოფითი ელექტროდის მასალა ლითიუმ-იონური ბატარეებისთვის, მიიპყრო ყურადღება 1990-იანი წლების ბოლოს მისი შესანიშნავი შესრულების გამო.მაგალითად, ლითიუმის ტიტანატის მასალებს შეუძლიათ შეინარჩუნონ სტაბილურობის მაღალი ხარისხი თავიანთ კრისტალურ სტრუქტურაში ლითიუმის იონების ჩასმისა და მოცილების დროს, გისოსების მუდმივებში მინიმალური ცვლილებებით (მოცულობის ცვლილება
ეს "ნულოვანი დაძაბულობის" ელექტროდის მასალა მნიშვნელოვნად ახანგრძლივებს ლითიუმის ტიტანატის ბატარეების ციკლის ხანგრძლივობას.ლითიუმის ტიტანატს აქვს უნიკალური სამგანზომილებიანი ლითიუმის იონის დიფუზიური არხი სპინელის სტრუქტურით, რომელსაც აქვს უპირატესობები, როგორიცაა ენერგიის შესანიშნავი მახასიათებლები და შესანიშნავი მაღალი და დაბალი ტემპერატურის შესრულება.ნახშირბადის უარყოფით ელექტროდებთან შედარებით, ლითიუმის ტიტანატს აქვს უფრო მაღალი პოტენციალი (1,55 ვ-ზე მეტი, ვიდრე მეტალის ლითიუმი), რის შედეგადაც მყარი-თხევადი ფენა ჩვეულებრივ იზრდება ელექტროლიტის ზედაპირზე, ხოლო ნახშირბადის უარყოფითი ელექტროდი არ წარმოიქმნება ლითიუმის ტიტანატის ზედაპირზე. .
რაც მთავარია, ძნელია ლითიუმის დენდრიტების წარმოქმნა ლითიუმის ტიტანატის ზედაპირზე ნორმალური ბატარეის გამოყენების ძაბვის დიაპაზონში.ეს დიდწილად გამორიცხავს ბატარეის შიგნით ლითიუმის დენდრიტების მიერ წარმოქმნილ მოკლე ჩართვის შესაძლებლობას.ასე რომ, ლითიუმ-იონური ბატარეების უსაფრთხოება ლითიუმის ტიტანატით, როგორც უარყოფითი ელექტროდი, ამჟამად ყველაზე მაღალია ლითიუმ-იონურ ბატარეებს შორის, რაც ავტორს უნახავს.
ინდუსტრიის ინსაიდერების უმეტესობამ გაიგო, რომ ლითიუმის ტიტანატის ციკლის ხანგრძლივობა გრაფიტს ცვლის, რადგან ნეგატიური ელექტროდის მასალა შეიძლება მიაღწიოს ათობით ათასჯერ, ბევრად აღემატება ჩვეულებრივ ლითიუმ-იონურ ბატარეებს და ის მოკვდება მხოლოდ რამდენიმე ათასი ციკლის შემდეგ. .
გამომდინარე იქიდან, რომ პროფესიონალი ლითიუმ-იონური ბატარეის პროფესიონალების უმეტესობას ნამდვილად არ დაუწყია ლითიუმ-ტიტანატის ბატარეის პროდუქტების დამზადება, ან მხოლოდ რამდენჯერმე დაამზადეს და ნაჩქარევად დაასრულეს სირთულეები.ასე რომ, მათ არ შეეძლოთ დამშვიდება და კარგად დაფიქრება იმაზე, თუ რატომ შეუძლიათ სრულყოფილად დამზადებულ ტრადიციულ ლითიუმ-იონურ ბატარეებს მხოლოდ 1000-2000 დამუხტვისა და გამორთვის ციკლის სიცოცხლის ხანგრძლივობა?
Battery.jpg
არის თუ არა ტრადიციული ლითიუმ-იონური ბატარეების ხანმოკლე ციკლის ფუნდამენტური მიზეზი მისი ერთ-ერთი ძირითადი კომპონენტის - გრაფიტის უარყოფითი ელექტროდის უხერხული ტვირთის გამო?მას შემდეგ, რაც გრაფიტის უარყოფითი ელექტროდი შეიცვლება სპინელის ტიპის ლითიუმის ტიტანატის უარყოფითი ელექტროდით, ძირითადად იდენტური ლითიუმ-იონური ბატარეის ქიმიური სისტემა შეიძლება ათი ათასობით ან თუნდაც ასობით ათასი ჯერ იყოს გადატვირთული.
გარდა ამისა, როდესაც ბევრი საუბრობს ლითიუმის ტიტანატის ბატარეების დაბალი ენერგიის სიმკვრივეზე, ისინი უგულებელყოფენ მარტივ, მაგრამ მნიშვნელოვან ფაქტს: ულტრა ხანგრძლივი ციკლის სიცოცხლე, არაჩვეულებრივი უსაფრთხოება, შესანიშნავი დენის მახასიათებლები და ლითიუმის ტიტანატის ბატარეების კარგი ეკონომია.ეს მახასიათებლები იქნება მნიშვნელოვანი ქვაკუთხედი განვითარებადი ფართომასშტაბიანი ლითიუმ-იონის ენერგიის შესანახი ინდუსტრიისთვის.
გასული ათწლეულის განმავლობაში, ლითიუმის ტიტანატის ბატარეის ტექნოლოგიის კვლევები ბუმია როგორც შიდა, ასევე საერთაშორისო დონეზე.მისი სამრეწველო ჯაჭვი შეიძლება დაიყოს ლითიუმის ტიტანატის მასალების მომზადებაში, ლითიუმის ტიტანატის ბატარეების წარმოებაში, ლითიუმის ტიტანატის ბატარეის სისტემების ინტეგრირებად და მათ გამოყენებად ელექტრო მანქანებისა და ენერგიის შენახვის ბაზრებზე.
1. ლითიუმის ტიტანატის მასალა
საერთაშორისო დონეზე, ლითიუმის ტიტანატის მასალების კვლევისა და ინდუსტრიალიზაციის წამყვანი კომპანიები არიან, როგორიცაა Oti Nanotechnology შეერთებული შტატებიდან, Ishihara Industries იაპონიიდან და Johnson&Johnson გაერთიანებული სამეფოდან.მათ შორის, ამერიკული ტიტანის მიერ წარმოებულ ლითიუმის ტიტანატ მასალას აქვს შესანიშნავი შესრულება სიჩქარის, უსაფრთხოების, ხანგრძლივი მომსახურების ვადის და მაღალი და დაბალი ტემპერატურის თვალსაზრისით.თუმცა, წარმოების ზედმეტად ხანგრძლივი და ზუსტი მეთოდების გამო, წარმოების ღირებულება შედარებით მაღალია, რაც ართულებს კომერციალიზაციას და პოპულარიზაციას.