Lithiumtitanat-Batterien

Eine Vielzahl von Lithiumionenbatterien sind Lithiumtitanatbatterien, bei denen Lithiumtitanat, dessen chemische Formel Li4Ti5O12 ist, als Elektrode verwendet wird, die an eine positive Stromquelle (Anode) angeschlossen ist. Die Entwicklung solcher Geräte begann in den fernen 80er Jahren.

Was ist eine Lithium-Titanat-Batterie?

Lithiumtitanatbatterien sind heutzutage eine eher seltene Art von Elektrobatterien, weshalb nur wenige von ihnen gehört haben. Die Massenverteilung gewinnt jedoch allmählich an Fahrt und ähnliche Produkte werden in vielen Branchen weit verbreitet eingesetzt.

Der Hauptzweck des elektrischen Energiespeichers ist die Verwendung in modernen Haushaltsgeräten, Elektrofahrzeugen, Energiesystemen und modernen Geräten.

Wie ist die Herstellung von LTO-Batterien

Viele Hersteller (Seiko, YABO, Toshiba, Altair Nanotechnologies) beginnen allmählich mit der Herstellung von Lithiumtitanoxid auf der Basis moderner LTO-Technologie (Titanoxid). Mit dieser Technologie gelang es den Herstellern, eine recht entwickelte nanokristalline Struktur der Anode zu erhalten, die tatsächlich zum Hauptvorteil der Produkte wurde.

Im Gegensatz zu porösem Kohlenstoff, der zur Herstellung anderer Lithiumbatterietypen verwendet wird, kann durch die nanokristalline Struktur eine große Anodenfläche „nützlich“ gemacht werden, um die Stabilität der Oberfläche zu gewährleisten. Beispielsweise ermöglicht die LTO-Technologie die Erzielung einer effektiven Oberfläche der Anode von ca. 100 m² / g, während diese bei Kohlenstoffanoden bei ca. 3 m² / g liegt.

Aufgrund der hohen Fläche der Anode wird die Ladung viel schneller übertragen, die Eigenschaften der zulässigen Ströme sind höher. All dies gewährleistet die Lebensdauer des Geräts, Stabilität und Betriebssicherheit.

Das Funktionsprinzip und Gerät Lithium-Titanat-Batterie

Die äußere Hülle der Struktur besteht aus Kunststoff, Verbundmaterial, seltener aus Nichteisenmetall. Viele Modelle haben Metallanschlüsse, über die die internen Stäbe mit dem positiven, negativen Spannungs- und Energieverbraucher in Kontakt kommen. Äußerlich ähnelt das Gerät einem Prisma, einem Zylinder. Der Pluskontakt befindet sich oben und der Minuskontakt unten an der Batterie.

Wenn die Batterie in Betrieb ist, läuft eine bestimmte Reaktion ab. Gleichzeitig wird Strom akkumuliert und geliefert, wobei Akkumulation und Versorgung viel höher sind als bei Geräten, die mit anderen Produktionstechnologien hergestellt wurden. Solche Geräte können in nur 6 bis 10 Minuten bis zum Limit aufgeladen werden. Während des Betriebs erwärmt sich der Akku nicht, so dass eine Überhitzung vollständig vermieden wird. Das grundlegende Funktionsprinzip unterscheidet sich kaum von Lithium-Ionen-Batterien.

Die negative Elektrode besteht aus geschichtetem Graphit. Es finden zufällige Prozesse statt, Atome, die mit Elektrizität geladen sind, bewegen sich entlang der Matrix und halten die Spannung aufrecht. Während der Entladung wechselwirken Lithiumionen mit Sauerstoff, die durch die Kathode geleitet werden. Aufgeladene Lithiumionen verlieren ihre Anfangsspannung und setzen sich bis zur nächsten Ladung auf der Oberfläche der Anode ab. Der Ladevorgang wird in umgekehrter Reihenfolge wiederholt. Während des Betriebs können sich im Inneren des Gehäuses Gase ansammeln, deren Dämpfe durch spezielle Öffnungen oder Abluftöffnungen abgeführt werden.

Technische Eigenschaften von Lithium-Titanat-Batterien

Ausländische und russische Hersteller versuchen, sich an eine Norm zu halten, diese definiert folgende Eigenschaften:

• 30 - 110 W / kg - Energiespeicher;
• bei maximaler Belastung liefert das Gerät eine spezifische Leistung von 3.000 bis 5.100 W / kg;
• nicht mehr als 177 W * h / l Ladungsdichte;
• Nennspannung - 1,9 - 2,4 V, maximale Entladung - 1,5 V - 1,7 V;
• Der Wirkungsgrad des zyklischen Ladens und Entladens bei niedrigen Strömen variiert innerhalb von 95%, bei höheren Strömen sinkt er auf 85%.
• 100.000 behalten 90% der Batteriekapazität bei, 20.000 - 80%, einige Hersteller haben es geschafft, diese auf 40.000 Entladezyklen anzuheben.

Auf LTO-Basis hergestellte Batterien sind in der Lage, unter extremen Frostbedingungen (ab minus 40 ° C) und bei extremer Hitze (bis plus 55 ° C) zu arbeiten. Selbstentladung der Batterie pro Monat von 2% bis 5%. Einige Hersteller geben je nach Modell eine Garantiezeit von mehr als 10 oder sogar 20 Jahren vor.

Lithium-Titanat-Batterie: Vor- und Nachteile

Die Profis können berücksichtigt werden:

• niedriger Innenwiderstand;
• sehr schnelles Laden;
• ununterbrochene und lange Arbeitszeiten;
• hohe Eigenschaften der Entladungs- und Ladeströme;
• hohe Betriebseigenschaften bei widrigen Wetterbedingungen;
• Stabilität;
• Sicherheit

Viele Leute nennen solche Produkte "grüne" Energiequellen, da der Betrieb der Geräte als umweltfreundlich angesehen werden kann. Der Batterielebenszyklus wird durch die Verwendung von Lithiumtitanat bei der Herstellung der Anode erheblich verlängert. Das Gerät bietet mehr als 20.000 Lade- und Entladezyklen. Gleichzeitig ist der Nachteil, dass die Spannung solcher Batterien in Abhängigkeit von ihrer Kapazität abfällt. Reduzierte Betriebsspannung von 2,4 V, wodurch der spezifische Energieindex abnimmt. In Bezug auf kritische Betriebsbedingungen sind diese Batterien jedoch die leistungsstärksten unter den Analoga, da sie in der Lage sind, einen maximalen Energiefluss bereitzustellen.

Der größte Nachteil von LTO-Batterien ist ihre langsame Implementierung. Die meisten Hersteller beginnen jedoch allmählich, bei der Herstellung solcher Einheiten eine relativ neue Technologie für die Herstellung elektrischer Stromversorgungen einzuführen.

Wo werden LTO-Batterien verwendet?

Der eindeutige Vorteil von LTO-Batterien aus anderen Stromquellen ermöglicht die breite Verwendung dieses Batterietyps in Elektrofahrzeugen, Ampeln, Kraftwerken, Yachten und Ladestationen. Finanzielle Einrichtungen, Krankenhäuser, Notstromversorgungssysteme, Kommunikationsstationen, Telekommunikationszentren, selbstverwaltete Wetterstationen, öffentliche Verkehrsmittel.

Bei der Beleuchtung von Straßen, in denen die Hauptaufladung der Stromquelle durch Sonnenkollektoren erfolgt, die Sonnenenergie speichern. Sie können ein ähnliches Design in Wetterradaren, unterbrechungsfreien Stromversorgungen, für den Heimgebrauch, Gabelstaplern sehen.

Allmählich beginnt diese Art von Batterie, in anderen Industrien eingeführt zu werden. Sie sind in mobilen medizinischen Geräten, Armbanduhren, Camcordern, digitalen Geräten und sogar in Mobiltelefonen und Laptops zu sehen.

Regeln für die Verwendung und Entsorgung

Die Primärladung der Vorrichtung wird durch die chemische Reaktion der Kathode und der Anode bestimmt. Eine weitere Aufladung ist durch Anschließen eines externen Geräts möglich. LTO-Akkus werden nur unter der Bedingung einer Gleichstromversorgung geladen, eine konstante Spannung wird auf eine volle Ladung eingestellt. Solche Geräte gelten als unbeaufsichtigt. Wenn der Akku beschädigt ist oder eine Fehlfunktion aufweist, kann er nicht repariert werden. Das Öffnen der Geräteabdeckung zerstört sofort die Batterieplatte.

Die Ladung sollte regelmäßig mit Spezialgeräten überprüft werden. Um die Sicherheit des Gehäuses und der Anschlüsse zu gewährleisten, sind Fachleute verpflichtet, das Gehäuse zu überprüfen und gegebenenfalls Oxidation und Schmutz zu entfernen. Das Schließen von Kontakten ist nicht zulässig.

Batterien gelten als Sondermüll der Gefahrenklasse 2. Die Entsorgung solcher Batterien muss gemäß den besonderen Vorschriften erfolgen.Daher empfehlen die Hersteller, Lithiumtitanat-Batterien bestimmten Anlagen zu recyceln, die sie ordnungsgemäß verarbeiten können.

Diese Energiespeicher sind zu einem Durchbruch in der modernen Batterieherstellung geworden. Sie können zu Recht als perfekt, effektiv und sicher bezeichnet werden. Ihr großer Nachteil ist jedoch auf hohe Kosten und ein hohes Marktdefizit zurückzuführen.