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鈦酸鋰電池膨脹的原因

2022-11-19

鈦酸鋰電池

鈦酸鋰電池的脹氣行業有三種提法:一是鈦酸鋰材料易吸水,吸附后的水容易變成結晶水。烘烤電池極片和電池芯時,水分不易去除,導致結晶水與電解液反應產生氣體;二是電解液對鈦酸鋰電極表面有較高的還原反應活性,且鈦酸鋰顆粒表面可能具有催化活性點,催化電解質溶劑的還原分解生成氣體;第三,鈦酸鋰電極材料中可能存在TiO2相,TiO2可能對電解質具有催化活性,使電解質發生還原分解,產生氣體。上述三種脹氣機制目前都是基于推測,未見相關研究報告。

在研究過程中發現,鈦酸鋰電池不僅在形成過程中存在嚴重的脹氣,而且在后續的回收過程中也始終存在,從而嚴重阻礙了鈦酸鋰電池的商業化進程。目前業內普遍認為,鈦酸鋰電池的脹氣問題主要是由于材料本身容易吸水造成的,但并沒有確切的證據證明這一猜測。學術界對鈦酸鋰電池的脹氣現象研究較少。有研究人員認為,LTO材料在實際電壓范圍 (1v-3v) 內不能像碳負極那樣形成完整的SEI薄膜來抑制產氣反應的進一步發生,因此,電解液在充放電過程中始終與LTO表面直接接觸,導致LTO材料表面的電解質有機溶劑不斷還原分解,這可能是LTO電池脹氣的根本原因。


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