纳米复合钛酸锂改善锂电池的荷电状态预测

对于大型锂离子电池,通过荷电状态(SOC)的实时监控与预测以实现高效的电池管理是一项至关重要的研究课题。钛酸锂(Li4Ti5O12)作为一种具有超长循环寿命的电池负极材料,在大型锂离子电池的研究应用中获得广泛关注。

然而,这类材料在充/放电的过程中,90%以上的容量均集中在1.5V (vs. Li/Li+)左右的平台上,表现为平坦的电压-容量曲线;而在充/放电临近结束时,会发生电压突升/降现象。该现象极易导致电池的过充/放问题,会严重威胁电池的使用安全和寿命。

复旦大学夏永姚教授的研究组首次通过制备锂钛氧的两相纳米复合物(Li4Ti5O12-Li2Ti3O7),适度地改变了其充/放电曲线的形状,既保持了原有平稳的电压输出特性,又消除了末端的电压突升/降现象,非常有利于对电压的实时监控,根据电压与容量的一一对应关系,从而实现了高效的电池管理。

此外,该材料的制备采用一种创新的淬火固相煅烧方法,实现了材料的高结晶性和纳米多孔结构,因此在电化学测试中表现出优异的倍率性能和循环性能。因此,该纳米复合物材料由于其简单的的制备方法,优化的安全性能和出色的电化学特性,将为电动汽车和智能电网等应用大型锂离子电池的实际场合提供极具应用潜力的储能解决方案。