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钛酸锂电池膨胀的原因

2022-11-19

钛酸锂电池

钛酸锂电池的胀气行业有三种提法:一是钛酸锂材料易吸水,吸附后的水容易变成结晶水。烘烤电池极片和电池芯时,水分不易去除,导致结晶水与电解液反应产生气体;二是电解液对钛酸锂电极表面有较高的还原反应活性,且钛酸锂颗粒表面可能具有催化活性点,催化电解质溶剂的还原分解生成气体;第三,钛酸锂电极材料中可能存在TiO2相,TiO2可能对电解质具有催化活性,使电解质发生还原分解,产生气体。上述三种胀气机制目前都是基于推测,未见相关研究报告。

在研究过程中发现,钛酸锂电池不仅在形成过程中存在严重的胀气,而且在后续的回收过程中也始终存在,从而严重阻碍了钛酸锂电池的商业化进程。目前业内普遍认为,钛酸锂电池的胀气问题主要是由于材料本身容易吸水造成的,但并没有确切的证据证明这一猜测。学术界对钛酸锂电池的胀气现象研究较少。有研究人员认为,LTO材料在实际电压范围 (1v-3v) 内不能像碳负极那样形成完整的SEI薄膜来抑制产气反应的进一步发生,因此,电解液在充放电过程中始终与LTO表面直接接触,导致LTO材料表面的电解质有机溶剂不断还原分解,这可能是LTO电池胀气的根本原因。


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