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铌酸钛(TNO)负极材料可提升锂离子电池综合性能 开发应用价值大

2024-05-08 15:05      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击:
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铌酸钛(TNO)负极材料可提升锂离子电池综合性能 开发应用价值大

  铌酸钛,英文简称TNO,一种钛铌氧化物,外观为白色粉末状,化学式为TiNb2O7。铌酸钛是一种嵌脱锂材料,锂离子脱嵌过程中晶胞体积变化小,具有化学稳定性好、热稳定性好、工业电压高等特点,可以用作锂离子电池负极材料,理论比容量高于石墨负极,且可避免电解液分解,能够提升电池充放电速度、循环稳定性以及安全性,开发应用价值大。
 
  为实现碳中和目标,全球新能源产业发展迅速,电动汽车是重要组成部分,目前影响消费者购买电动汽车的主要因素是续航里程与充电速度。当前,锂离子电池凭借容量大、倍率好、自放电低等优点成为电动汽车动力电池的主流产品,因此进一步提高能量密度、循环寿命、充电速度成为锂离子电池技术升级趋势。负极材料是锂离子电池不可或缺组成部分,成本占比在15%左右,直接影响电池的续航能力、安全性等性能。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2024-2029年中国铌酸钛(TNO)负极材料行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,普通铌酸钛材料禁带宽度较宽、电子导电性较差,一般会对其进行改性,再用作负极材料。铌酸钛改性方法较多,例如利用钕、镧等稀土材料进行掺杂,与碳气凝胶进行复合,与过渡金属氧化物进行复合,采用碳包覆手段,构建微纳化/三维导电骨架等。以稀土掺杂为例,钕掺杂铌酸钛负极材料可以提高锂离子扩散系数、倍率性能、可逆比容量、循环稳定性等参数。
 
  在我国,铌酸钛负极材料相关研究机构不断增多,主要有哈尔滨工业大学、西安交通大学、海南大学、江西师范大学、东北大学、深圳大学、宁波大学等。2024年2月,上海交通大学团队采用镧掺杂的快离子导体铌酸钛(TNO)作为石墨负极的涂层材料,实现锂离子电池快充以及循环稳定性,成果发表于Nano Letters;2023年4月,河南电池研究院有限公司、河南师范大学公开了“一种锂离子电池铌酸钛-铁酸锌复合负极材料及其制备方法”的发明专利。
 
  新思界行业分析人士表示,我国铌酸钛负极材料相关研究与生产企业主要有湖北锂诺新能源科技有限公司、北方奥钛纳米技术有限公司、桐乡华创三同科技发展有限公司等,华创三同可提供纯度≥99.9%的高倍率锂离子电池铌酸钛负极材料。此外,台湾地区大立光成立的万溢能源是专业铌酸钛负极材料开发企业,计划2024年内创建铌酸钛试产线,初期产能目标24吨,2026年目标达到600吨。
 
关键字: 负极材料 铌酸钛 TNO