23 年間のバッテリーのカスタマイズ

マイクロマクロの非燃焼バッテリー技術についてどう思いますか?

Feb 25, 2019   ページビュー:457

マイクロマクロの非燃焼電池は、主にリチウムイオン電池の欠陥を、リチウムイオン電池の燃焼を回避できる非燃焼電解質、高温リチウムイオン分離器、熱制御流体技術の3つのコア技術から変更します。

安全性を高めるための試みの1つは、チタン酸リチウム(Li4Ti5O12、略してLTO)を負極として使用することです。 LTOが完全に放電されると、絶縁体になり、安全性で高い評価を得ます。東芝の報告によると、LTOは300℃の高温で熱暴走を経験せず、サイクル特性、負荷特性、および電荷受容性能は良好でした。

しかし、LTOには短いボードもあります。 LTO負極を使用したLIBの平均電圧はわずか2.4〜2.5Vで、バッテリーパックの数を1.5倍に増やすことで、通常のLIBと同じ電圧にすることができます。さらに、このLIBのエネルギー密度は低いです。低電圧のLTOの場合、通電密度が増加しないと、エネルギー密度は増加しません。 LTO負極を開発した東芝は、LTOの実効放電容量は約160mAh・g-1であると述べています(図2)。グラファイト(C)の理論実効放電容量は約350mAh・g-1(理論値は372mAh・g-1)です。これと比較して、LTOの放電容量は大幅に低くなっています。

東芝のデータによると、LTOの実効放電容量はわずか160mAh・g-1です。 (Li [LTO]中のすべてのリチウムが放電反応に関与すると仮定すると、LTOの得られた放電容量は175mAh・g-1であり、これはリチウム利用率が約91%の場合です。)

LTOの密度データは、LTOの体積エネルギー密度を計算するために使用されるが、関連するデータは開示されていない。 Li2TiO3の密度(4.3g・cm -3)を用いて概算単位体積放電容量を推定した結果、544mAh・cm-3となった。グラファイトの場合、上記の実効放電容量と密度(2.25g・cm -3)から得られた値は約790mAh・g-1でした。 LTOも単位体積放電容量がグラファイトより劣っていることがわかります。

注:Li2TiO3には、アナターゼ、ブルッカイト、ルチルの3つの結晶形があります。密度はそれぞれ3.9、4.0、4.3g・cm-3でした。ここで、計算を簡単にするために、最も安定した熱状態を持つルチル型の密度は4.3g・cm-3です。

これらのデータは、エネルギー密度におけるLTOの欠点が非常に明白であることを示しています。しかし、LTOはすべて悪いわけではなく、その利点には、ほぼ直線の放電曲線、非常に優れた制御が含まれます。さらに、LTOはリチウムに比べて正であるため、放電深度(SOC)が100%に達しても、リチウム金属は析出しません。これは、過充電しても非常に安全であることを意味します。

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