Litiumtitanatbatterier

En rekke litium-ion-batterier er litiumtitanatbatterier, der litiumtitanat, hvis kjemiske formel er Li4Ti5O12, brukes som en elektrode koblet til en positiv kraftkilde (anode). Utviklingen av slike enheter begynte å bli engasjert i det fjerne 80-tallet.

Hva er et litiumtitanatbatteri

Til dags dato er litiumtitanatbatterier en ganske sjelden type elektrisk batteri, og det er grunnen til at få har hørt om dem. Massefordelingen får imidlertid gradvis fart, og lignende produkter er mye brukt i mange bransjer.

Hovedformålet med den elektriske energilagringsenheten er bruken i moderne husholdningsapparater, elektriske kjøretøyer, energisystemer og moderne apparater.

Hvordan er produksjonen av LTO-batterier

Mange produsenter (Seiko, YABO, Toshiba, Altair Nanotechnologies) begynner gradvis å introdusere produksjonen av litiumtitanoksid, basert på moderne LTO (titanoksyd) -teknologi. Arbeidet med denne teknologien kunne produsentene oppnå en tilstrekkelig utviklet nanokrystallinsk struktur av anoden, som faktisk ble den største fordelen med produktene.

I motsetning til det porøse karbonet som brukes til å lage andre typer litiumbatterier, tillater den nanokrystallinske strukturen et stort anodeområde å bli "nyttig", noe som sikrer overflatenes stabilitet. For eksempel gjør LTO-teknologi det mulig å oppnå et effektivt overflateareal av anoden på omtrent 100 m² / g, mens med karbonanoder er dette tallet omtrent 3 m² / g.

På grunn av anodens høye område overføres ladningen mye raskere, egenskapene til de tillatte strømningene er høyere. Alt dette sikrer varigheten av enheten, stabilitet og driftssikkerhet.

Prinsippet om drift og litiumtitanatbatteri

Det ytre skallet av strukturen er plast, komposittmateriale, mindre ofte ikke-jernholdig metall. Mange modeller har metallterminaler som de indre stengene kommer i kontakt med den positive, negative spenningen og energiforbrukeren. Eksternt ligner enheten et prisme, en sylinder. Den positive kontakten er plassert øverst, og den negative kontakten er på bunnen av batteriet.

Når batteriet fungerer, oppstår det en viss reaksjon i det. Strøm akkumuleres og leveres samtidig, og akkumulering og forsyning er mye høyere enn i enheter laget med andre produksjonsteknologier. Slike enheter kan lades til grensen på bare 6 til 10 minutter. Under drift varmes ikke opp batteriet, så overoppheting elimineres fullstendig. Det grunnleggende driftsprinsippet skiller seg lite fra litium-ion-batterier.

Den negative elektroden er laget i form av lagdelt grafitt. Tilfeldige prosesser foregår i den, atomer ladet med strøm beveger seg langs matrisen og opprettholder spenningen. Under utslippet samvirker litiumioner med oksygen, og passerer gjennom katoden ledes ut. Lading av litiumioner mister sin første spenning og legger seg på overflaten av anoden til neste ladning. Ladeprosessen gjentas, men i omvendt rekkefølge. Under drift kan gasser akkumuleres inne i kabinettet, dampene deres slippes ut gjennom spesielle åpninger eller eksos.

Tekniske egenskaper litiumtitanatbatterier

Utenlandske og russiske produsenter prøver å overholde en standard, dette definerer følgende egenskaper:

• 30 - 110 W / kg - energilagring;
• ved maksimal belastning gir enheten en spesifikk effekt fra 3000 til 5,100 W / kg;
• ikke mer enn 177 W * t / l ladetetthet;
• nominell spenning - 1,9 - 2,4 V, maksimal utladning - 1,5 V - 1,7 V;
• syklisk “ladning-utladning” -effektivitet ved lave strømmer varierer innenfor 95%, ved høyere strømmer faller den til 85%;
• 100.000 beholder 90% av batterikapasiteten, 20.000 - 80%, noen produsenter klarte å heve sistnevnte til 40.000 ladesykluser.

Batterier laget på basis av LTO er i stand til å fungere under kraftig frost (fra minus 40 ° C) og i ekstrem varme (opptil pluss 55 ° C). Selvutladning av batteri per måned fra 2% til 5%. Noen produsenter definerer en garantiperiode på mer enn 10, eller til og med 20 år, avhengig av modell.

Litiumtitanatbatteri: fordeler og ulemper

Proffene kan vurderes:

• lav indre motstand;
• veldig rask lading;
• uavbrutt og lang arbeidstid;
• høye kjennetegn på utladnings- og ladestrømmer;
• høye driftsegenskaper under ugunstige værforhold;
• stabilitet;
• sikkerhet.

Mange mennesker kaller slike produkter "grønne" energikilder, på grunn av at driften av enhetene kan betraktes som miljøvennlige. Batteriets levetid er betydelig økt på grunn av bruken av litiumtitanat ved fremstilling av anoden. Enheten gir mer enn 20.000 ladesladingssykluser. Samtidig er ulempen at spenningen til slike batterier synker avhengig av deres kapasitet. Nedsatt driftsspenning på 2,4 V på grunn av hvilken den spesifikke energiindeksen synker. Imidlertid snakker vi om kritiske driftsforhold, er disse batteriene de kraftigste blant analoger, ettersom de er i stand til å gi maksimal energiflyt.

Den største ulempen med LTO-batterier er deres sakte implementering. Imidlertid begynner de fleste produsenter gradvis å introdusere en relativt ny teknologi for produksjon av elektriske strømforsyninger når de lager slike enheter.

Hvor brukes LTO-batterier?

Den klare fordelen med LTO-batterier fra andre kraftkilder gjør det mulig å bruke denne typen batterier mye i elektriske kjøretøyer, trafikklys, kraftverk, yachter og ladestasjoner. Økonomiske fasiliteter, sykehus, reservekraftsystemer, kommunikasjonsstasjoner, telekommunikasjonssentre, selvstyrende værstasjoner, offentlig transport.

Når du lyser opp gater hvor hovedkilden til strømkilden skyldes solcellepaneler som akkumulerer energi fra solen. Du kan se en lignende design i værradarer, avbruddsfri strømforsyning, for hjemmebruk, gaffeltrucker.

Etter hvert begynner denne typen batterier å bli introdusert i andre bransjer. De kan sees i mobile medisinske enheter, armbåndsur, videokameraer, digitale enheter og til og med i mobiltelefoner og bærbare datamaskiner.

Regler for bruk og avhending

Apparatets primære ladning bestemmes av den kjemiske reaksjonen til katoden og anoden. Ytterligere lading er mulig ved å koble til en ekstern enhet. LTO-batterier lades bare under forutsetning av strømforsyning, en konstant spenning er satt til full lading. Slike enheter anses som uten tilsyn. Hvis batteriet er skadet eller ikke fungerer, kan det ikke repareres. Åpning av dekselet på enheten ødelegger umiddelbart batteriplaten.

Ladingen bør sjekkes med jevne mellomrom med spesielle enheter. Spesialister er pålagt å se huset for sikkerhet, terminaler, og om nødvendig rengjøre oksidasjon og skitt. Kontaktnedleggelse er ikke tillatt.

Batterier anses som fareklasse 2-avfall. Avhending av slike batterier må utføres i samsvar med spesielle forskrifter.Derfor anbefaler produsenter resirkulering av litiumtitanatbatterier til spesielle anlegg, selskaper som kan behandle dem på riktig måte.

Disse energilagringsenhetene har blitt et gjennombrudd i moderne batteriproduksjon. De kan med rette kalles perfekte, effektive, trygge. Imidlertid bestemmes deres store ulempe av høye kostnader og markedsunderskudd.