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由于鋰離子電池在能量和功率密度以及效率和耐用性方面的卓越性能,鋰離子電池目前廣泛用于汽車和太陽能應用。
盡管存在幾種電池化學物質,但今天的大多數(shù)太陽能系統(tǒng)都使用高壓鋰離子電池技術,電池包含石墨基陽極和金屬氧化物陰極(如磷酸鋰)。這些電池具有高比能量容量,這允許以低成本提供更長的電源。
這些鋰離子電池的一個例子是鈦酸鋰氧化物電池,它在功率密度是關鍵設計參數(shù)的應用中特別有效。
在本文中,您將了解鈦酸鋰氧化物電池的工作原理,以及它的特性,如比能量、能量密度、比功率、使用壽命和可能的危險。
什么是鈦酸鋰氧化物
鈦酸鋰氧化物電池是一類使用納米技術制造的鋰離子電池。材料顆粒納米化,工藝難度大,成本高,目前難以實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)加工。它們是可再充電的鋰離子電池,在化學反應中使用鈦酸鹽氧化物作為陽極,使用磷酸鐵鋰作為陰極。
這種類型的鋰離子電池壽命長,使用起來非常安全。此外,這種電池充電速度比其他電池快,因為它使用的陽極表面積更大。
鈦酸鋰氧化物電池具有一些特性,使其與其他鋰離子電池不同。這些優(yōu)勢是納米技術的結果。這些好處包括:
更長的功能期
鈦酸鋰電池能夠快速充電并長時間儲存能量。它們不容易降解,因為它們是用納米晶體制造的,可以增強快速充電。
快速充電和放電
在化學反應過程中使用納米晶體代替?zhèn)鹘y(tǒng)的碳元素作為陽極。這種陽極的表面積約為100平方米/克。
因此,電子的遷移率增強,使它們傳播得更快,從而使電池的充電和放電更快,并可以在需要時提供高電流。鈦酸鋰氧化物電池的比表面積大30倍,充電速度比其他鋰電池快。
儲存能量時溫度低
通過他們的納米技術操作系統(tǒng),鈦酸鋰氧化物電池在低溫下運行,僅在-30°C下即可儲存80%的能量。它具有在-50℃~60℃的超寬溫度范圍內完全充電和放電的能力。
鈦酸鋰氧化物電池的安全性如何
鈦酸鋰氧化物電池的一個重要特性和優(yōu)點是其高水平的安全性。在其積累過程中存在零碳。因此,用戶不可能經(jīng)歷過熱或令人不安的溫度上升,從而可能導致火花或火災。
鈦酸鋰電池有什么用途
鈦酸鋰氧化物電池適用于高負載應用,因為其具有良好的通用特性,例如穩(wěn)定性好、壽命長和安全性高。
它們被用于充電站,為太陽能系統(tǒng)供電,也用于電動公交車。這些只是鈦酸鋰氧化物電池的少數(shù)應用,但不如磷酸鐵鋰和三元鋰,鈦酸鋰氧化物蓄電池具有優(yōu)異的功率特性和高安全性,但工作電壓相對較低,一般為2.2~2.3v,價格遠高于三元鋰和磷酸鐵鋰。
鈦酸鋰對太陽能有益嗎
由于離網(wǎng)太陽能系統(tǒng)可用于戶外、家庭、工業(yè)和商業(yè)目的,因此需要電池存儲。
盡管磷酸鐵鋰電池具有更高的比功率、更低的自放電率,是太陽能存儲市場的主流,但鈦酸鋰電池也是一種選擇,因為它具有耐用性和快速充電能力。鈦酸鋰電池也以重量輕、安全、使用簡單而聞名,是按需充電的理想選擇。鈦酸鋰氧化物電池的一些特性,如快速充電和放電,以及更長的壽命,增強了其作為太陽能系統(tǒng)儲能設施的使用。
鈦酸鋰電池要多少錢
由于鈦酸鋰氧化物電池的制造商眾多,其價格各不相同。盡管價格各不相同,但每千瓦時電池的平均成本為650至790美元。
一個40Ah LTO電池的價格約為30-40美元,一個4000Ah電池的價格為600-700美元,集裝箱系統(tǒng)的價格高達70000美元。因此,由于容量較大,可以肯定地說鈦酸鋰電池成本高昂。
鈦酸鋰氧化物電池是如何工作的
鈦酸鋰氧化物電池是可充電的,通過基本的氧化還原化學反應發(fā)揮作用,電子在陽極和陰極之間自由更快地移動。
鈦酸鋰氧化物電池的陰極由磷酸鐵鋰制成,陽極由鈦酸鋰納米晶體制成。盡管鈦酸鋰氧化物電池是新的,但由于磷酸鐵鋰的存在,其背后的化學成分令人印象深刻。
此外,鈦酸鋰氧化物電池的表面積擴大,因為它們使用微小的納米晶體代替碳。當電池充電時,這些納米晶體具有以下優(yōu)點:
●高速放電電流。放電速度大約是傳統(tǒng)鋰電池的幾倍。
●電子的快速通過,導致快速充電和放電。
●卓越的電池壽命。
鋰二氧化鈦用于電池嗎
在循環(huán)穩(wěn)定性方面,二氧化鈦(TiO2)化合物可以用作鋰離子電池的電極材料。當使用二氧化鈦(TiO2)時,它提供了鋰離子擴散通道,從而提高了電化學性能。
鋰二氧化鈦與其他鋰離子電池的比較
與其他鋰離子電池相比,鈦酸鋰氧化物電池具有高水平的安全性、顯著的壽命、高存儲性能和高生產成本。
然而,鈦酸鋰的比功率低,比能量低,電壓也低,成本高,價格非常昂貴。儲能等一些應用場景的性價比仍然不如磷酸鐵鋰。
總結
鈦酸鋰的高安全性、長壽命和綠色環(huán)??赡艹蔀樾乱淮囯x子電池的陽極材料,廣泛應用于新能源汽車、電動摩托車以及需要高安全性和長循環(huán)的應用。