En række lithium-ion-batterier er lithium-titanat-batterier, hvor lithium-titanat, hvis kemiske formel er Li4Ti5O12, bruges som en elektrode, der er tilsluttet en positiv strømkilde (anode). Udviklingen af sådanne enheder begyndte at blive beskæftiget i de fjerne 80'ere.
Sodrezhanie
Hvad er et litiumtitanatbatteri
Til dato er lithiumtitanatbatterier en forholdsvis sjælden type elektrisk batteri, og det er derfor, de færreste har hørt om dem. Massedistribution vinder imidlertid gradvist fart, og lignende produkter bruges i vid udstrækning i mange brancher.
Hovedformålet med den elektriske energilagringsenhed er brugen i moderne husholdningsapparater, elektriske køretøjer, energisystemer og moderne gadgets.
Hvordan er produktionen af LTO-batterier
Mange producenter (Seiko, YABO, Toshiba, Altair Nanotechnologies) begynder gradvist at introducere produktionen af litium-titaniumoxid, der er baseret på moderne LTO-teknologi (titaniumoxid). Arbejdet med denne teknologi lykkedes fabrikanterne at få en forholdsvis udviklet nanokrystallinsk struktur af anoden, som faktisk blev den største fordel ved produkterne.
I modsætning til det porøse kulstof, der bruges til at skabe andre typer lithiumbatterier, tillader den nanokrystallinske struktur, at et stort anodeområde gøres "nyttigt", hvilket sikrer stabiliteten af overfladen. F.eks. Gør LTO-teknologi det muligt at opnå et effektivt overfladeareal af anoden på ca. 100 m² / g, medens kulstofanoder er dette tal ca. 3 m² / g.
På grund af anodens høje område overføres ladningen meget hurtigere, egenskaberne for de tilladte strømme er højere. Alt dette sikrer varigheden af enheden, stabilitet og driftssikkerhed.
Funktionsprincippet og lithiumtitanatbatteri til enhed
Den ydre skal af strukturen er plast, kompositmateriale, mindre almindeligt ikke-jernholdigt metal. Mange modeller har metalterminaler, gennem hvilke de indvendige stænger kommer i kontakt med den positive, negative spænding og energiforbrug. Eksternt ligner enheden et prisme, en cylinder. Den positive kontakt er placeret øverst, og den negative kontakt er i bunden af batteriet.
Når batteriet fungerer, fortsætter en vis reaktion i det. Strøm akkumuleres og leveres på samme tid med akkumulering og levering meget højere end i enheder oprettet ved hjælp af andre produktionsteknologier. Sådanne enheder kan oplades til grænsen på kun 6 til 10 minutter. Under drift opvarmes batteriet ikke, så overophedning fjernes helt. Det grundlæggende driftsprincip adskiller sig lidt fra lithium-ion batterier.
Den negative elektrode fremstilles i form af lagdelt grafit. Tilfældige processer finder sted i den, atomer, der er ladet med elektricitet, bevæger sig langs matrixen og opretholder spænding. Under udtømningen interagerer lithiumioner med ilt, der passerer gennem katoden ledes ud. Opladning af litiumioner mister deres oprindelige spænding og sætter sig på anodens overflade indtil næste ladning. Opladningsprocessen gentages, men i omvendt rækkefølge. Under drift kan der samles gasser inde i kabinettet, deres dampe udledes gennem specielle åbninger eller udstødninger.
Tekniske egenskaber ved lithiumtitanatbatterier
Udenlandske og russiske producenter forsøger at overholde en standard, dette definerer følgende egenskaber:
- 30 - 110 W / kg - energilagring;
- ved maksimal belastning giver enheden en specifik effekt fra 3.000 til 5.100 W / kg;
- højst 177 W * h / l ladetæthed;
- nominel spænding - 1,9 - 2,4 V, maksimal afladning - 1,5 V - 1,7 V;
- cyklisk "ladning-afladning" -effektivitet ved lave strømme varierer inden for 95%, ved højere strømme falder den til 85%;
- 100.000 bevarer 90% af batterikapaciteten, 20.000 - 80%, nogle fabrikanter formåede at hæve sidstnævnte til 40.000 afladningsladninger.
Batterier fremstillet på basis af LTO er i stand til at arbejde under svære frostforhold (fra minus 40 ° C) og i ekstrem varme (op til plus 55 ° C). Selvafladning af batteri pr. Måned fra 2% til 5%. Nogle fabrikanter definerer en garantiperiode på mere end 10 eller endda 20 år afhængigt af modellen.
Lithium titanate batteri: fordele og ulemper
Fordele kan overvejes:
- lav indre modstand;
- meget hurtig opladning;
- uafbrudt og lang arbejdstid
- høje karakteristika ved udladnings- og ladestrømme;
- høje operationelle egenskaber under ugunstige vejrforhold;
- stabilitet;
- sikkerhed.
Mange mennesker kalder sådanne produkter "grønne" energikilder på grund af det faktum, at driften af enhederne kan betragtes som miljøvenlige. Batteriets levetid forøges markant på grund af brugen af lithiumtitanat til fremstilling af anoden. Enheden leverer mere end 20.000 ladeafladningscyklusser. Samtidig er ulempen, at spændingen på sådanne batterier falder afhængigt af deres kapacitet. Nedsat driftsspænding på 2,4 V, som det specifikke energiindeks falder til. Når vi taler om kritiske driftsforhold, er disse batterier imidlertid de mest kraftfulde blandt analoger, da de er i stand til at give maksimal energiflow.
Den største ulempe ved LTO-batterier er deres langsomme implementering. De fleste producenter begynder imidlertid gradvist at introducere en relativt ny teknologi til produktion af elektriske strømforsyninger, når de opretter sådanne enheder.
Hvor bruges LTO-batterier?
Den klare fordel ved LTO-batterier fra andre strømkilder gør det muligt at anvende denne type batteri i vid udstrækning i elektriske køretøjer, trafiklys, kraftværker, lystbåde og ladestationer. Finansielle faciliteter, hospitaler, backup-elsystemer, kommunikationsstationer, telekommunikationscentre, selvstyrende vejrstationer, offentlig transport.
Når man oplyser gader, hvor strømkildens vigtigste opladning skyldes solcellepaneler, der akkumulerer energi fra solen. Du kan se et lignende design i vejrradarer, uafbrydelig strømforsyning, til hjemmebrug, gaffeltrucks.
Efterhånden begynder denne type batteri at blive introduceret i andre brancher. De kan ses i mobilt medicinsk udstyr, armbåndsure, videokameraer, digitale enheder og endda i mobiltelefoner og bærbare computere.
Regler for brug og bortskaffelse
Enhedens primære opladning bestemmes af den kemiske reaktion af katoden og anoden. Yderligere opladning er mulig ved tilslutning af en ekstern enhed. LTO-batterier oplades kun under betingelse af levering af jævnstrøm, en konstant spænding indstilles til en fuld opladning. Sådanne enheder betragtes som uden opsyn. Hvis batteriet er beskadiget eller ikke fungerer korrekt, kan det ikke repareres. Åbning af dækslet på enheden ødelægger straks batteripladen.
Opladningen kontrolleres regelmæssigt med specielle enheder. Det kræves af specialister at se huset for sikkerhed, terminaler og om nødvendigt rengøre oxidation og snavs. Kontaktlukning er ikke tilladt.
Batterier betragtes som fareklasse 2-affald. Bortskaffelse af sådanne batterier skal udføres i overensstemmelse med særlige regler.Derfor anbefaler fabrikanter genanvendelse af lithiumtitanatbatterier til specielle anlæg, virksomheder, der kan behandle dem korrekt.
Disse energilagringsenheder er blevet et gennembrud i moderne batteriproduktion. De kan med rette kaldes perfekte, effektive, sikre. Deres store ulempe bestemmes imidlertid af høje omkostninger og markedsunderskud.
