Разне литијум-јонске батерије су литијум-титанатне батерије, у којима се литијум-титанат, чија хемијска формула је Ли4Ти5О12, користи као електрода повезана са позитивним извором енергије (анода). Развојем таквих уређаја почели су се бавити далеких 80-их.
Садржај
Шта је литијум-титанатна батерија
Данас су литијум-титанатне батерије прилично ретка врста електричних батерија, због чега их мало кога чује. Међутим, масовна дистрибуција постепено добија на значају и слични производи се широко користе у многим индустријама.
Главна сврха уређаја за складиштење електричне енергије је употреба у савременим кућанским апаратима, електричним возилима, енергетским системима и модерним уређајима.
Како се прави ЛТО батерија
Многи произвођачи (Сеико, ИАБО, Тосхиба, Алтаир Нанотецхнологиес) постепено почињу са увођењем производње литијум-титановог оксида, заснованог на модерној ЛТО (титановој оксид) технологији. Радећи на овој технологији, произвођачи су успели да добију прилично развијену нанокристалну структуру аноде, што је заправо постала главна предност производа.
За разлику од порозног угљеника који се користи за стварање других типова литијумских батерија, нанокристална структура омогућава да се велика површина аноде учини „корисном“, обезбеђујући стабилност површине. На пример, ЛТО технологија омогућава добијање ефективне површине аноде од око 100 м² / г, док је код угљених анода та бројка око 3 м² / г.
Због велике површине аноде, набој се преноси много брже, карактеристике дозвољених струја су веће. Све то осигурава трајање уређаја, стабилност и сигурност у раду.
Принцип рада и уређај литијум-титанатна батерија
Спољна љуска конструкције је пластика, композитни материјал, рјеђе обојени метал. Многи модели имају металне терминале преко којих унутрашњи штапови ступају у контакт са позитивним, негативним напоном и потрошачем енергије. Споља, уређај подсећа на призму, цилиндар. Позитивни контакт налази се на врху, а негативни на дну батерије.
Када батерија ради, у њој се одвија одређена реакција. Струја се акумулира и испоручује у исто време, са акумулацијом и снабдевањем много већом него у уређајима створеним коришћењем других производних технологија. Такви уређаји могу се пунити до само 6 до 10 минута. Током рада, батерија се не загрева, па је прегревање у потпуности елиминисано. Основни принцип рада мало се разликује од литијум-јонских батерија.
Негативна електрода је израђена у облику слојевитог графита. У њему се одвијају насумични процеси, атоми наелектрисани крећу се дуж матрице, одржавајући напон. Током пражњења, литијум јони у интеракцији са кисеоником, пролазе кроз катоду. Пуњење литијум јона губи почетни напон и таложи се на површини аноде до следећег пуњења. Процес пуњења се понавља, али обрнутим редоследом. Током рада, гасови се могу акумулирати у кућишту, њихове паре се испуштају кроз посебне отворе или издувне гасове.
Техничке карактеристике литијум-титанатних батерија
Страни и руски произвођачи покушавају да се придржавају једног стандарда, овим су дефинисане следеће карактеристике:
- 30 - 110 В / кг - складиштење енергије;
- при максималном оптерећењу уређај даје специфичну снагу од 3.000 до 5.100 В / кг;
- не већа од 177 В * х / л густине наелектрисања;
- називни напон - 1,9 - 2,4 В, максимално пражњење - 1,5 В - 1,7 В;
- циклична „наелектрисаност-пражњење“ ефикасност при малим струјама варира у распону од 95%, при већим струјама пада на 85%;
- 100.000 задржава 90% капацитета батерије, 20.000 - 80%, неки произвођачи су успели да подигну последњу на 40.000 циклуса пражњења.
Батерије направљене на бази ЛТО могу да раде у условима јаког мраза (од минус 40 ° Ц) и при екстремним врућинама (до плус 55 ° Ц). Самопражњење батерије месечно од 2% до 5%. Неки произвођачи дефинишу гарантни рок већи од 10, или чак 20 година, зависно од модела.
Литијум-титанатна батерија: предности и недостаци
Професионалци се могу узети у обзир:
- низак унутрашњи отпор;
- врло брзо пуњење;
- непрекидно и дуго радно време;
- високе карактеристике струје пражњења и пуњења;
- високе оперативне карактеристике у неповољним временским условима;
- стабилност;
- сигурност
Многи људи називају такве производе "зеленим" изворима енергије, због чињенице да се рад уређаја може сматрати еколошким. Животни циклус батерије се значајно повећава због коришћења литијум-титаната у производњи аноде. Уређај пружа више од 20.000 циклуса пуњења-пражњења. Истовремено, недостатак је што напон таквих батерија опада у зависности од њиховог капацитета. Смањени радни напон од 2,4 В због чега се смањује специфични енергетски индекс. Међутим, говорећи о критичним радним условима, ове батерије су најмоћније међу аналогима јер могу да обезбеде максимални проток енергије.
Највећи недостатак ЛТО батерија је њихова спора примена. Међутим, већина произвођача почиње постепено уводити релативно нову технологију за производњу напајања електричном енергијом приликом стварања таквих јединица.
Где се користе ЛТО батерије?
Јасна предност ЛТО батерија из других извора напајања омогућава широку употребу ове врсте батерија у електричним возилима, семафорима, електранама, јахтама и станицама за пуњење. Финансијски објекти, болнице, резервни електроенергетски системи, станице за комуникације, телекомуникациони центри, самоуправне метеоролошке станице, јавни превоз.
Када осветљавамо улице где је главна допуна извора енергије последица соларних панела који акумулирају енергију из сунца. Сличан дизајн можете видети у временским радарима, непрекидним изворима напајања, за кућну употребу, виљушкарима.
Постепено, ова врста батерија почиње се уводити у друге индустрије. Могу се видети у мобилним медицинским уређајима, ручним сатовима, камкордерима, дигиталним уређајима, па чак и у мобилним телефонима и лаптопима.
Правила за употребу и одлагање
Примарно наелектрисање уређаја је одређено хемијском реакцијом катоде и аноде. Даљње пуњење је могуће повезивањем спољног уређаја. ЛТО батерије се пуне само под условом да напајају једносмерну струју, а стални напон се поставља на потпуно напуњење. Такви уређаји сматрају се без надзора. Ако је батерија оштећена или неисправно ради, није је могуће поправити. Отварањем поклопца уређаја одмах се уништава плоча батерије.
Наплату треба повремено проверавати посебним уређајима. Стручњаци су дужни да прегледају кућиште ради сигурности, терминала и по потреби очисте оксидацију и прљавштину. Затварање контакта није дозвољено.
Батерије се сматрају отпадом класе 2. Одлагање таквих батерија мора да се врши у складу са посебним прописима.Због тога произвођачи препоручују да приликом одлагања батерија литијум-титаната одвозе у посебне постројења, компаније које их могу правилно обрадити.
Ови уређаји за складиштење енергије постали су пробој у савременој производњи акумулатора. С правом се могу назвати савршеним, ефикасним, безбедним. Међутим, њихов велики недостатак одређен је високим трошковима и тржишним дефицитом.
