lチタン酸リチウム電池が膨潤するのはなぜですか？

チタン酸リチウム（Li4Ti5O12は一般にLTOとして知られています）空間群はFd3mに属しています。独自の3次元リチウムイオン拡散チャネルにより、優れた出力特性と高温性能を備えています。同時に、チタン酸リチウムの結晶構造は、リチウムイオンの脱インターカレーションサイクルで1％未満の高い安定性の体積変化を維持でき、チタン酸リチウムが重要な負極材料になるための基礎を築きます。

さらに重要なことに、それは電池の安全上の危険を排除し、最も安全なリチウム電池の陽極材料と呼ばれています。チタン酸リチウムの物理的構造はリチウム電池の負極材料として適していますが、その電気化学的特性は何ですか？チタン酸リチウムは、カーボンアノード材料と比較して、1.55 Vvs Li + / Liの高い電位、175 MAH / Gの理論容量、2.4 Vの開回路電圧、および低いエネルギー密度と電圧プラットフォームを備えています。

チタン酸リチウム電池は、安全性が高く、充電速度が速く、サイクル寿命が長いなどの利点があります。ただし、チタン酸リチウムを負極として使用すると、充放電サイクル時に急激な平坦化が起こり、高温。チタン酸リチウム電池の鼓腸に関する研究は、カーボンコーティングの改質、ハイブリダイゼーション、ナノ結晶化などを含めて止まることはありませんが、鼓腸の問題は完全には解決されておらず、チタン酸リチウム電池の市場プロモーションを妨げています。

チタン酸リチウム電池の膨張機構

学界は、チタン酸リチウム/ NCMバッテリーのリチウム平坦化はグラファイト/ NCMよりも深刻であると考えています。チタン酸リチウムは、電解質との反応を阻害するために、グラファイト負極システムの表面にSEI膜を形成することはできません。充電および放電プロセス中、電解液は常にLi4Ti5O12の表面に直接接触します。これにより、電解液はLi4Ti5O12材料の表面で連続的に還元および分解します。これは、Li4Ti5O12バッテリーの鼓腸の根本原因である可能性があります。

ガスの主成分は、H2、CO2、CO、CH4、C2H6、C2H4、C3H8などです。チタン酸リチウムを別々に電解液に浸すと、CO2のみが生成されます。 NCM材料がバッテリーに準備された後、生成されたガスにはH2、CO2、CO、および少量のガス状炭化水素が含まれ、バッテリーに製造された後、循環しているだけです。充放電時にH2が発生すると同時に、H2の含有量が50％を超えます。これは、H2およびCOガスが充電および放電中に生成されることを示しています。

PF5は炭酸塩の分解を起こしやすい強酸であり、PF5の量は温度の上昇とともに増加します。 PF5は電解質の分解を助け、CO2、CO、CxHyガスを生成します。関連する研究によると、H2の生成は電解質中の微量水に由来しますが、電解質中の含水量は一般に約20×10–6であり、H2の生成にはほとんど寄与しません。上海交通大学でのウーカイの実験では、バッテリーとしてグラファイト/ NCM111を使用し、H2の発生源は高電圧での炭酸塩の分解であると結論付けました。

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