LTO資料構(gòu)造零應(yīng)變被以為是比碳更安全、壽數(shù)更長(zhǎng)的負(fù)極資料?？墒窍嗤娜藷o(wú)完人，物無(wú)完物，鈦酸鋰負(fù)極鋰離子電池在充放電及貯存過(guò)程中因?yàn)樗?，雜質(zhì)，界面反響等很容易發(fā)生氣脹，200ppm及500ppm水分致使的電池脹大率分別為16%和33%，隨著水分含量的增加，電池的產(chǎn)氣量不斷增加。在初次化成中，通常石墨電極中的水在電位1.2V鄰近分化，而LTO電極中吸收的水分在化成后可能照舊存在，首要是其LTO的作業(yè)電位高于1.3V，殘留的水與電解液中的PF6-反響生成POF3，POF3化學(xué)催化了碳酸酯分化，進(jìn)而產(chǎn)生了CO2，這是氣脹的首要?dú)怏w來(lái)源。
那么怎么處理LTO的氣脹疑問(wèn)呢?
自己以為L(zhǎng)TO負(fù)極資料注定是一個(gè)小眾化和一個(gè)過(guò)渡性的商品，在將來(lái)的發(fā)展中不會(huì)像炭負(fù)極相同得到十分大規(guī)模的運(yùn)用。
.硅基資料SiC、SiO
因?yàn)殡姵丶寄艿某掷m(xù)發(fā)展和各種運(yùn)用如消費(fèi)類(lèi)電池，動(dòng)力電池越來(lái)越高的能量密度需要，亟需高能量密度正負(fù)極資料。
負(fù)極資料關(guān)于能量密度的提高
Si在代替石墨用作鋰離子電池負(fù)極資料是十分有潛力的，而且地球儲(chǔ)量豐厚(占地球表層的25.8%)。在已知的鋰離子電池負(fù)極資猜中,硅具有最高的理論比容量(Li22Si5,4200mAh/g)實(shí)踐容量低于4000mAh/g,而石墨的理論比容量?jī)H為372mAh/g。
別高興太早，本來(lái)這類(lèi)資料仍然是“物無(wú)完物”，電池網(wǎng)最大的疑問(wèn)即是負(fù)極的充放電脹大無(wú)法得到有用的操控。充放電后晶格體積脹大達(dá)到了相同驚人的360%，而石墨負(fù)極脹大最大為10%左右。
極片脹大后致使負(fù)極粉化掉料，資料之間的粘結(jié)性變差，負(fù)極表面SEI重復(fù)損壞和成長(zhǎng)，耗費(fèi)很多電解液，生成不斷增加的副反響，終究致使循環(huán)功能直線(xiàn)降低。
那么處理辦法是什么呢?將Si納米化、慵懶緩沖以及表面包覆技能相結(jié)合。
第一種，硅碳復(fù)合負(fù)極資料
選用核殼構(gòu)造，經(jīng)過(guò)以球形人工或許天然石墨為基底，在石墨表面釘扎一層Si納米顆粒，再在其表面包覆一層無(wú)定形碳或石墨烯。
碳包覆機(jī)理在于：Si的體積脹大由石墨和無(wú)定形包覆層一起承擔(dān)，防止負(fù)極資料在嵌脫鋰過(guò)程因無(wú)窮的體積變化和應(yīng)力而粉化。碳包覆的作用是：
此外從別的資料的配合上，開(kāi)發(fā)適宜的粘結(jié)劑來(lái)堅(jiān)持電極構(gòu)造的完整性，開(kāi)發(fā)適宜的電解液系統(tǒng)來(lái)樹(shù)立安穩(wěn)的固液界面。
第二種，SiO復(fù)合資料
SiO是納米Si均勻地渙散到無(wú)定形的SiO2中構(gòu)成的納米復(fù)合資料，SiO的容量來(lái)自于渙散在SiO2里面的納米Si顆粒。SiO負(fù)極資料的比容量為2400 mAh/g，實(shí)踐可逆容量在1500mAh/g以上，而且其循環(huán)和脹大功能也優(yōu)于SiC契合資料。
硅復(fù)合資料另一個(gè)通病即是初次功率太低，通常不到80%，遠(yuǎn)低于石墨類(lèi)負(fù)極資料。所以如今鋰電池廠商運(yùn)用中只能和石墨混合運(yùn)用，增加量在10%以下。如此可將負(fù)極初次功率提高至挨近90%，可逆容量在600mAh/g左右，據(jù)悉Tesla如今所用負(fù)極資料為SiO混合石墨系統(tǒng)。
4.Sn基復(fù)合資料
Sn類(lèi)似于Si資料，都具有十分高的儲(chǔ)鋰容量，但因?yàn)槠渥陨肀惧X(qián)較高，對(duì)其進(jìn)行包覆處理的均一性難度較大。自己以為與Si資料相比不具有優(yōu)勢(shì)。
