Pelbagai bateri lithium-ion adalah bateri titanat lithium, di mana lithium titanate, formula kimia yang adalah Li4Ti5O12, digunakan sebagai elektrod yang disambungkan kepada sumber kuasa positif (anod). Perkembangan peranti sedemikian mula bergerak pada tahun 80an.
Kandungan
Apakah bateri titanat litium
Sehingga kini, bateri lithium titanate adalah jenis bateri elektrik yang agak jarang berlaku, sebab itulah beberapa orang telah mendengarnya. Walau bagaimanapun, pengedaran massa secara beransur-ansur mendapat momentum dan produk serupa digunakan secara meluas dalam banyak industri.
Tujuan utama peranti penyimpanan tenaga elektrik adalah penggunaan dalam perkakas rumah moden, kenderaan elektrik, sistem tenaga dan alat moden.
Bagaimana pengeluaran bateri LTO
Banyak pengeluar (Seiko, YABO, Toshiba, Altair Nanotechnologies) secara beransur-ansur mula memperkenalkan pengeluaran Lithium Titanium Oxide, berdasarkan teknologi LTO (titanium oksida) moden. Bekerja pada teknologi ini, pengilang berjaya memperoleh struktur nanokristalin yang cukup maju dari anod, yang sebenarnya menjadi kelebihan utama produk tersebut.
Berbeza dengan karbon berliang yang digunakan untuk menghasilkan jenis bateri lithium yang lain, struktur nanokristalin membolehkan kawasan anod besar dibuat "berguna", memastikan kestabilan permukaan. Sebagai contoh, teknologi LTO memungkinkan untuk mendapatkan luas permukaan anod yang lebih kurang 100 m² / g, manakala dengan anod karbon angka ini adalah kira-kira 3 m² / g.
Oleh kerana kawasan tinggi anod, caj itu dipindahkan lebih pantas, ciri-ciri arus yang dibenarkan adalah lebih tinggi. Semua ini memastikan tempoh peranti, kestabilan dan keselamatan operasi.
Prinsip pengoperasian dan peranti lithium titanate bateri
Cangkang luar strukturnya adalah bahan plastik, komposit, logam kurang ferit yang tidak biasa. Ramai model mempunyai terminal logam di mana rod dalaman dihubungkan dengan pengguna positif, negatif dan tenaga. Secara luaran, peranti menyerupai prisma, silinder. Hubungan positif terletak di bahagian atas, dan hubungan negatif berada di bahagian bawah bateri.
Apabila bateri berfungsi, reaksi tertentu berlaku di dalamnya. Semasa terkumpul dan dihantar pada masa yang sama, dengan pengumpulan dan pembekalan lebih tinggi daripada peranti yang dibuat menggunakan teknologi pengeluaran lain. Peranti sedemikian boleh dikenakan pada had dalam masa 6 hingga 10 minit sahaja. Semasa operasi, bateri tidak panas, jadi terlalu panas dihapuskan. Prinsip asas operasi berbeza sedikit daripada bateri lithium-ion.
Elektrod negatif dibuat dalam bentuk grafit berlapis. Proses rawak berlaku di dalamnya, atom yang dipaksa bergerak elektrik sepanjang matriks, mengekalkan voltan. Semasa pelepasan, ion lithium berinteraksi dengan oksigen, melalui katod yang diarahkan. Mengisi ion lithium kehilangan voltan awalnya dan menetap di permukaan anoda sehingga cas seterusnya. Proses pengecasan diulang, tetapi dalam urutan terbalik. Semasa operasi, gas boleh terkumpul di dalam kes itu, wap mereka dilepaskan melalui bukaan khas atau ekzos.
Ciri-ciri teknikal bateri titanat lithium
Pengeluar asing dan Rusia cuba mematuhi satu standard, ini mentakrifkan ciri-ciri berikut:
- 30 - 110 W / kg - penyimpanan tenaga;
- pada beban maksimum, peranti ini memberi kuasa tertentu 3,000 hingga 5,100 W / kg;
- tidak lebih daripada 177 W * h / l ketumpatan caj;
- voltan undian - 1.9 - 2.4 V, pelepasan maksimum - 1.5 V - 1.7 V;
- kecekapan "pelepasan" kitaran pada arus rendah berbeza dalam 95%, pada arus yang lebih tinggi ia turun kepada 85%;
- 100,000 mengekalkan 90% daripada kapasiti bateri, 20,000 - 80%, sesetengah pengeluar berjaya menaikkan jumlah itu kepada 40,000 kitaran caj pelepasan.
Bateri yang dibuat berdasarkan LTO mampu bekerja di bawah syarat-syarat fros yang teruk (dari tolak 40 ° C) dan dalam haba melampau (sehingga 55 ° C). Pelepasan diri bateri setiap bulan dari 2% hingga 5%. Sesetengah pengeluar menentukan tempoh jaminan lebih daripada 10, atau bahkan 20 tahun, bergantung kepada model.
Lithium titanate bateri: kebaikan dan keburukan
Pro boleh dipertimbangkan:
- rintangan dalaman yang rendah;
- caj yang sangat cepat;
- jam kerja yang tidak terganggu dan panjang;
- ciri-ciri tinggi pelepasan dan arus mengecas;
- ciri-ciri operasi yang tinggi dalam keadaan cuaca buruk;
- kestabilan;
- keselamatan
Ramai orang memanggil sumber tenaga "hijau" seperti itu, kerana hakikat bahawa operasi peranti boleh dianggap mesra alam. Kitaran hayat bateri meningkat dengan ketara kerana penggunaan litanium titanat dalam pembuatan anod. Peranti ini menyediakan lebih daripada 20,000 kitaran pelepasan caj. Pada masa yang sama, kelemahan adalah bahawa voltan bateri tersebut jatuh bergantung kepada kapasiti mereka. Mengurangkan voltan operasi sebanyak 2.4 V kerana indeks tenaga tertentu menurun. Walau bagaimanapun, bercakap tentang keadaan operasi kritikal, bateri ini adalah yang paling kuat di kalangan analog, kerana mereka dapat memberikan aliran tenaga maksimum.
Kelemahan terbesar bateri LTO adalah pelaksanaan perlahan mereka. Walau bagaimanapun, kebanyakan pengeluar mula secara beransur-ansur memperkenalkan teknologi yang agak baru untuk pengeluaran bekalan elektrik apabila mencipta unit tersebut.
Di manakah bateri LTO digunakan?
Keuntungan yang jelas dari bateri LTO dari sumber kuasa lain memungkinkan penggunaan bateri jenis ini secara meluas dalam kenderaan elektrik, lampu isyarat, loji kuasa, kapal layar, dan stesen pengisian. Kemudahan kewangan, hospital, sistem kuasa sandaran, stesen komunikasi, pusat telekomunikasi, stesen cuaca sendiri, pengangkutan awam.
Apabila jalan-jalan yang menerangi di mana sumber semula sumber utama adalah kerana panel solar yang mengumpul tenaga dari matahari. Anda boleh melihat reka bentuk yang serupa dalam radar cuaca, bekalan kuasa tidak terganggu, untuk kegunaan rumah, forklift.
Secara beransur-ansur, jenis bateri ini mula diperkenalkan di industri lain. Mereka boleh dilihat di peranti perubatan mudah alih, jam tangan, kamkod, peranti digital dan juga dalam telefon bimbit dan komputer riba.
Peraturan penggunaan dan pelupusan
Caj utama peranti ditentukan oleh tindak balas kimia katod dan anod. Caj tambahan boleh dilakukan dengan menyambungkan peranti luaran. Bateri LTO dikenakan hanya di bawah syarat membekalkan arus terus, voltan malar ditetapkan untuk cas penuh. Peranti tersebut dianggap tidak dijaga. Sekiranya bateri rosak atau rosak, ia tidak boleh diperbaiki. Membuka penutup peranti segera memusnahkan plat bateri.
Caj ini perlu diperiksa secara berkala dengan peranti khas. Pakar-pakar perlu melihat perumahan untuk keselamatan, terminal, dan jika perlu, membersihkan pengoksidaan dan kotoran. Penutupan kenalan tidak dibenarkan.
Bateri dianggap bahaya kelas 2 bahaya. Pelupusan bateri tersebut hendaklah dijalankan mengikut peraturan khas.Oleh itu, pengeluar mengesyorkan bahawa apabila membuang bateri titanat lithium, mereka perlu dibawa ke loji khas, syarikat yang boleh memprosesnya dengan betul.
Peranti penyimpanan tenaga ini telah menjadi terobosan dalam pembuatan bateri moden. Mereka betul boleh dipanggil sempurna, berkesan, selamat. Walau bagaimanapun, kelemahan mereka yang besar ditentukan oleh kos yang tinggi dan defisit pasaran.
