【摘要】 通过元素掺杂和改性技术，中国电科院成功解决了钛酸锂电池胀气问题。

作为最有应用前景的储能电池，锂离子电池在大规模储能市场的潜力巨大。然而，钛酸锂材料表面的钛离子催化电解液分解产生气体会导致电池胀气，影响寿命和应用安全性。为了解决这一问题，中国电科院采用元素掺杂技术对钛酸锂材料进行改性，降低其表面催化活性，抑制胀气副反应的发生。

通过元素掺杂和改性技术，中国电科院成功解决了钛酸锂电池胀气问题。这项成果将有助于推动钛酸锂电池成为大规模储能应用的主流锂离子电池体系。

 

LTO表面吸水和CO2的反应原理示意图

 

钛酸锂电池介绍：

钛酸锂电池是一种新型的二次电池，具有尖晶石结构的白色晶体。分子式为Li4Ti5O12。它以钛酸锂作为正极材料，通过锂离子在充放电过程中在正负极之间迁移来实现电能的存储和释放。钛酸锂电池具有高能量密度、快速充电、较长的循环寿命等优点，广泛应用于移动电子设备、电动车辆等领域。

 

钛酸锂电池充放电示意图

 

钛酸锂离子电池特点：

  • 高能量密度：钛酸锂电池相比传统的锂离子电池，具有更高的能量密度，可以提供更长的电池续航时间。

  • 快速充电：钛酸锂电池充电速度快，可以在短时间内充满电，节省用户的充电时间。

  • 长循环寿命：钛酸锂电池具有较长的循环寿命，能够经受更多次的充放电循环，使用寿命更长。

  • 安全性高：钛酸锂电池具有较高的安全性，不会出现过热、起火等安全问题，使用更加可靠。

  • 耐高温：钛酸锂电池能够在高温环境下工作，适用于高温地区或高温条件下的使用场景。

  • 环保：钛酸锂电池不含有重金属等有害物质，对环境友好

 

 

需要注意的是，钛酸锂电池也存在一些缺点，例如较低的比能量（即单位质量能量较低）、较高的成本等，但随着科技的发展和进步，这些问题有望得到解决和改善。

负极材料钛酸锂检测：

将钛酸锂材料样品进行适当的制备处理，例如研磨、打粉等，以得到均匀的样品。

◊元素分析：使用适当的仪器，例如电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）或电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS），对样品进行元素分析，以确定钛酸锂材料中的元素组成和含量。

◊结晶相分析：通过X射线衍射（XRD）或其他结晶相分析方法，确定钛酸锂材料的晶体结构和晶相组成。

◊表面形貌分析：使用扫描电子显微镜（SEM）等仪器，观察和分析钛酸锂材料的表面形貌，以评估样品的结晶度和表面形貌特征。

◊热性能分析：通过热重分析（TGA）或差示扫描量热仪（DSC）等仪器，测量钛酸锂材料在不同温度下的热解性能、热稳定性等。

◊微观结构分析：使用透射电子显微镜（TEM）等仪器，观察和分析钛酸锂材料的微观结构和晶界特征。

◊物化性能测试：包括电化学性能测试、电导率测试、比容量测试等，以评估钛酸锂材料的电化学性能和储存性能。

 

自营XRD

 

根据具体需求，还可以进行其他化学分析方法，如红外光谱（IR）、拉曼光谱等，以获取更多关于钛酸锂材料的信息。

钛酸锂检测国家标准：

  • GB/T -2018钛酸锂电池通用技术要求

  • GB/T -2018 钛酸锂电池组技术要求和试验方法

  • GB/T -2014 钛酸锂储能系统技术要求

  • GB/T -2017 钛酸锂电池燃烧试验方法

 

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