Ինչպիսի՞ն է տիտանի օքսիդի լիթիում-իոնային մարտկոցների տեխնոլոգիայի զարգացման կարգավիճակը ինչպես ներքին, այնպես էլ միջազգային մակարդակում:

1991 թվականին լիթիում-իոնային մարտկոցների արդյունաբերականացումից ի վեր գրաֆիտը եղել է մարտկոցների համար գերիշխող բացասական էլեկտրոդի նյութը:Լիթիումի տիտանատը, որպես լիթիում-իոնային մարտկոցների համար բացասական էլեկտրոդների նոր տեսակ, ուշադրության արժանացավ 1990-ականների վերջին՝ իր գերազանց կատարողականության շնորհիվ:Օրինակ, լիթիումի տիտանատ նյութերը կարող են պահպանել իրենց բյուրեղային կառուցվածքի կայունության բարձր աստիճանը լիթիումի իոնների տեղադրման և հեռացման ժամանակ՝ ցանցի հաստատունների նվազագույն փոփոխություններով (ծավալի փոփոխություն
Այս «զրոյական լարման» էլեկտրոդի նյութը մեծապես երկարացնում է լիթիումի տիտանատ մարտկոցների ցիկլի կյանքը:Լիթիումի տիտանատն ունի եզակի եռաչափ լիթիումի իոնային դիֆուզիոն ալիք՝ սպինելի կառուցվածքով, որն ունի առավելություններ, ինչպիսիք են հզորության գերազանց բնութագրերը և բարձր և ցածր ջերմաստիճանի գերազանց կատարումը:Ածխածնային բացասական էլեկտրոդի նյութերի համեմատ՝ լիթիումի տիտանատն ունի ավելի մեծ պոտենցիալ (1,55 Վ ավելի բարձր, քան մետաղական լիթիումը), ինչը հանգեցնում է այն բանին, որ պինդ-հեղուկ շերտը սովորաբար աճում է էլեկտրոլիտի մակերեսին, իսկ ածխածնային բացասական էլեկտրոդը չի ձևավորվում լիթիումի տիտանատի մակերեսի վրա։ .
Ավելի կարևոր է, որ լիթիումի դենդրիտների համար դժվար է ձևավորվել լիթիումի տիտանատի մակերեսին մարտկոցի նորմալ օգտագործման լարման միջակայքում:Սա մեծապես բացառում է մարտկոցի ներսում լիթիումի դենդրիտների կողմից ձևավորված կարճ միացումների հնարավորությունը:Այսպիսով, լիթիում-իոնային մարտկոցների անվտանգությունը լիթիումի տիտանատով որպես բացասական էլեկտրոդ ներկայումս ամենաբարձրն է հեղինակի տեսած լիթիում-իոնային մարտկոցների մեջ:
Արդյունաբերության մասնագետներից շատերը լսել են, որ գրաֆիտին փոխարինող լիթիումի տիտանատի մարտկոցի ցիկլի կյանքը, քանի որ բացասական էլեկտրոդի նյութը կարող է հասնել տասնյակ հազարավոր անգամ, շատ ավելի բարձր, քան սովորական ավանդական լիթիում-իոնային մարտկոցները, և այն կմեռնի ընդամենը մի քանի հազար ցիկլից հետո: .
Շնորհիվ այն բանի, որ լիթիում-իոնային մարտկոցների պրոֆեսիոնալ մասնագետների մեծամասնությունը երբեք իրականում չի սկսել լիթիումի տիտանատ մարտկոցների արտադրանքներ պատրաստել, կամ միայն մի քանի անգամ պատրաստել են դրանք և հապճեպ ավարտվել դժվարությունների հանդիպելիս:Այսպիսով, նրանք չէին կարող հանդարտվել և ուշադիր մտածել, թե ինչու են ամենակատարյալ պատրաստված ավանդական լիթիում-իոնային մարտկոցները կարող են լրացնել միայն 1000-2000 լիցքավորման և լիցքաթափման ցիկլերի կյանքի տևողությունը:
Battery.jpg
Արդյո՞ք ավանդական լիթիում-իոնային մարտկոցների կարճ ցիկլի կյանքի հիմնական պատճառը դրա հիմնական բաղադրիչներից մեկն է՝ գրաֆիտային բացասական էլեկտրոդի ամոթալի բեռը:Երբ գրաֆիտի բացասական էլեկտրոդը փոխարինվի սպինելի տիպի լիթիումի տիտանատ բացասական էլեկտրոդով, հիմնականում նույնական լիթիում-իոնային մարտկոցի քիմիական համակարգը կարող է պտտվել տասնյակ հազարավոր կամ նույնիսկ հարյուր հազարավոր անգամներ:
Բացի այդ, երբ շատերը խոսում են լիթիումի տիտանատ մարտկոցների էներգիայի ցածր խտության մասին, նրանք անտեսում են մի պարզ, բայց կարևոր փաստ՝ ծայրահեղ երկար ցիկլի կյանքը, արտասովոր անվտանգությունը, հզորության գերազանց բնութագրերը և լիթիումի տիտանատ մարտկոցների լավ տնտեսությունը:Այս բնութագրերը կարևոր հիմնաքար կհանդիսանան լայնածավալ լիթիում-իոն էներգիայի պահպանման արդյունաբերության համար:
Մոտավորապես վերջին տասնամյակում լիթիումի տիտանատի մարտկոցների տեխնոլոգիայի վերաբերյալ հետազոտությունները վերելք են ապրում ինչպես ներքին, այնպես էլ միջազգային մակարդակում:Դրա արդյունաբերական շղթան կարելի է բաժանել լիթիումի տիտանատ նյութերի պատրաստման, լիթիումի տիտանատ մարտկոցների արտադրության, լիթիումի տիտանատ մարտկոցների համակարգերի ինտեգրման և դրանց կիրառման էլեկտրական մեքենաների և էներգիայի պահեստավորման շուկաներում:
1. Լիթիումի տիտանատ նյութ
Միջազգային մակարդակում կան լիթիումի տիտանատ նյութերի հետազոտման և արդյունաբերականացման առաջատար ընկերություններ, ինչպիսիք են Oti Nanotechnology-ը ԱՄՆ-ից, Ishihara Industries-ը Ճապոնիայից և Johnson&Johnson-ը Միացյալ Թագավորությունից:Դրանց թվում ամերիկյան տիտանի կողմից արտադրված լիթիումի տիտանատ նյութը գերազանց կատարում է արագության, անվտանգության, երկար սպասարկման և բարձր և ցածր ջերմաստիճանների առումով:Այնուամենայնիվ, արտադրության չափազանց երկար և ճշգրիտ մեթոդների պատճառով արտադրության արժեքը համեմատաբար բարձր է, ինչը դժվարացնում է առևտրայնացումը և խթանումը: