中國粉體網(wǎng)訊 隨著電動汽車的興起和能源轉(zhuǎn)型的深入,動力電池技術(shù)的進(jìn)步成為科技前沿和產(chǎn)業(yè)焦點(diǎn)。固態(tài)電池作為一種具有潛力改變未來能源格局的新興技術(shù),引起了市場的極大關(guān)注。一方面固態(tài)電池在新能源汽車、消費(fèi)電子領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用、新品發(fā)布的消息連連,另一方面,固態(tài)電池在低空飛行器等下游應(yīng)用的可能性引發(fā)熱潮。固態(tài)電池是一種使用固態(tài)電解質(zhì)取代傳統(tǒng)鋰離子電池中電解液的新型電池,其中,二氧化鈦(TiO2)作為固態(tài)電解質(zhì)的重要原材料,其獨(dú)特性質(zhì)和應(yīng)用價值也引起了行業(yè)廣泛關(guān)注。
TiO2的基本特性
TiO2是一種無機(jī)化合物,為白色固體或粉末狀的兩性氧化物,分子量79.866,它具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)異的機(jī)械性能等特點(diǎn)。TiO2在自然界中存在三種同素異形態(tài):金紅石型、銳鈦型和板鈦型,其中金紅石型和銳鈦型在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛。此外,二氧化鈦還具有良好的遮蓋能力和持久性,被大量用作油漆中的白色顏料。
1.化學(xué)穩(wěn)定性
TiO2具有出色的化學(xué)穩(wěn)定性,能在各種環(huán)境中保持穩(wěn)定,它不溶于水和大多數(shù)溶劑,具有優(yōu)異的耐候性和抗紫外線性能。
2.優(yōu)異的機(jī)械性能
TiO2具有優(yōu)異的機(jī)械性能,使得它在涂料、塑料制品、電子陶瓷等多個領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。
3.優(yōu)秀的光學(xué)性能
TiO2具有極佳的光學(xué)性能,其高折射率和高反射率使其在許多應(yīng)用中表現(xiàn)出它能夠反射藍(lán)光和紫外線,吸收紅外線,提供出色的防曬效果。
4.環(huán)保性
TiO2在許多國家被廣泛用于油漆和涂料中,它在生產(chǎn)過程中不會釋放有害物質(zhì),具備良好的環(huán)保性。
TiO2在固態(tài)電池中的應(yīng)用
TiO2在固態(tài)電池中的應(yīng)用主要是作為氧化物固態(tài)電解質(zhì)LLTO、LATP的原材料。
1.提高離子傳導(dǎo)率
通過添加TiO2,固態(tài)電解質(zhì)可以獲得更高的離子傳導(dǎo)率。在固態(tài)電池中,離子傳導(dǎo)率是決定電池性能的關(guān)鍵因素之一。添加TiO2可以通過穩(wěn)定電解質(zhì)結(jié)構(gòu)、減少界面電阻等方式來提高離子傳導(dǎo)率,從而提高電池的充放電效率和循環(huán)壽命。研究表明,添加TiO2的LATP固態(tài)電解質(zhì)在室溫下具有更高的離子電導(dǎo)率。
2.增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度
TiO2具有優(yōu)異的機(jī)械性能,可以增強(qiáng)固態(tài)電解質(zhì)的力學(xué)強(qiáng)度。在LLTO及LATP固態(tài)電解質(zhì)中,TiO2的加入可能有助于提高電解質(zhì)的機(jī)械穩(wěn)定性,從而增強(qiáng)電池的整體穩(wěn)定性。
3.提高循環(huán)穩(wěn)定性和容量保持率
據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù),在含有LATP的磷酸鐵鋰電池中,添加TiO2(通過LATP的形式)的電池在約150次循環(huán)后保留了原始容量的84%,而沒有添加劑的電池僅保留了51%。這一數(shù)據(jù)直觀地展示了TiO2在LATP固態(tài)電解質(zhì)中提高循環(huán)穩(wěn)定性和容量保持率的重要作用。
TiO2應(yīng)用于固態(tài)電池的市場分析
全球TiO2市場規(guī)模在2023年約為180億美元,亞太地區(qū)是全球TiO2市場最大的消費(fèi)地區(qū),其中中國是最大的消費(fèi)國家。關(guān)于鈦資源,我國鈦精礦儲量全球第一,占比29.2%,國內(nèi)鈦精礦采選集中于攀西地區(qū),約占全國總產(chǎn)量70%,產(chǎn)品以釩鈦鐵精礦為主。
并且根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù),全球TiO2市場規(guī)模在不斷擴(kuò)大,尤其是在環(huán)保、電池制造等領(lǐng)域的應(yīng)用需求持續(xù)增長。隨著固態(tài)電池技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用,TiO2在固態(tài)電池市場的應(yīng)用也將迎來快速增長。
在TiO2行業(yè),一些知名企業(yè)如釩鈦股份、龍興鈦業(yè)、匯富納米、科思股份等已經(jīng)在固態(tài)電池領(lǐng)域有所布局。這些企業(yè)憑借在TiO2材料領(lǐng)域的深厚積累和技術(shù)優(yōu)勢,致力于研發(fā)適用于固態(tài)電池的高性能TiO2材料,為固態(tài)電池的能量密度、安全性以及循環(huán)壽命等關(guān)鍵性能提供有力支撐。通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新和市場拓展,這些企業(yè)也將會持續(xù)推動固態(tài)電池技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,為新能源行業(yè)的發(fā)展注入新的活力。
參考來源:
固態(tài)電池新增量,電解質(zhì)上游原料金屬供應(yīng)商梳理.對著牛魔王彈琴
Adamas說丨二氧化鈦知多少?.阿達(dá)瑪斯Adamas
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(中國粉體網(wǎng)編輯整理/蘇簡)
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