Litiumtitanatbatterier

En mängd litiumjonbatterier är litiumtitanatbatterier, i vilka litiumtitanat, vars kemiska formel är Li4Ti5O12, används som elektroden ansluten till en positiv kraftkälla (anod). Utvecklingen av sådana apparater började engagera sig i de avlägsna 80-talet.

Vad är ett litiumtitanatbatteri

Hittills är litiumtitanatbatterier en ganska sällsynt typ av elektriskt batteri, varför få har hört talas om dem. Men massfördelningen får gradvis fart och liknande produkter används ofta i många branscher.

Huvudsyftet med den elektriska energilagringsenheten är användningen i moderna hushållsapparater, elektriska fordon, energisystem och moderna prylar.

Hur är produktionen av LTO-batterier

Många tillverkare (Seiko, YABO, Toshiba, Altair Nanotechnologies) börjar gradvis introducera produktionen av litium-titanoxid, baserad på modern LTO-teknik (titanoxid). Arbetarna med denna teknik kunde tillverkarna få en tillräckligt utvecklad nanokristallin struktur av anoden, som faktiskt blev den största fördelen med produkterna.

Till skillnad från det porösa kolet som används för att skapa andra typer av litiumbatterier, tillåter den nanokristallina strukturen att ett stort anodområde görs "användbart", vilket garanterar ytans stabilitet. Till exempel gör LTO-teknik det möjligt att erhålla en effektiv ytarea på anoden på ungefär 100 m² / g, medan med kolanoder är denna siffra cirka 3 m² / g.

På grund av anodens höga yta överförs laddningen mycket snabbare, egenskaperna för de tillåtna strömmarna är högre. Allt detta säkerställer enhetens varaktighet, stabilitet och driftsäkerhet.

Funktionsprincipen och litiumtitanatbatteri

Det yttre skalet i strukturen är plast, kompositmaterial, mindre vanligtvis icke-järnmetall. Många modeller har metallplintar genom vilka de inre stavarna kommer i kontakt med den positiva, negativa spänningen och energiförbrukaren. Externt liknar enheten ett prisma, en cylinder. Den positiva kontakten är placerad längst upp, och den negativa kontakten är längst ner på batteriet.

När batteriet fungerar fortsätter en viss reaktion i det. Ström ackumuleras och levereras samtidigt, och ackumuleringen och leveransen är mycket högre än i enheter skapade med annan produktionsteknologi. Sådana enheter kan laddas upp till gränsen på bara 6 till 10 minuter. Under drift värms inte batteriet, så överhettning elimineras helt. Den grundläggande driftsprincipen skiljer sig lite från litiumjonbatterier.

Den negativa elektroden är tillverkad i form av skiktad grafit. Slumpmässiga processer äger rum i den, atomer laddade med el rör sig längs matrisen och upprätthåller spänningen. Under urladdningen interagerar litiumjoner med syre, som passerar genom katoden riktas ut. Laddning av litiumjoner tappar sin ursprungliga spänning och sätter sig på anodens yta tills nästa laddning. Laddningsprocessen upprepas men i omvänd ordning. Under drift kan gaser samlas in i höljet, deras ångor släpps ut genom speciella öppningar eller utblåsningar.

Tekniska egenskaper för litiumtitanatbatterier

Utländska och ryska tillverkare försöker följa en standard, detta definierar följande egenskaper:

• 30 - 110 W / kg - energilagring;
• vid maximal belastning ger enheten en specifik effekt från 3 000 till 5 100 W / kg;
• högst 177 W * h / l laddningstäthet;
• märkspänning - 1,9 - 2,4 V, maximal urladdning - 1,5 V - 1,7 V;
• cyklisk "laddning-urladdning" -effektivitet vid låga strömmar varierar inom 95%, vid högre strömmar sjunker den till 85%;
• 100 000 behåller 90% av batterikapaciteten, 20 000 - 80%, vissa tillverkare lyckades höja den senare till 40 000 urladdningscykler.

Batterier tillverkade på basis av LTO kan arbeta under svår frost (från minus 40 ° C) och vid extrem värme (upp till plus 55 ° C). Batteriladladdning per månad från 2% till 5%. Vissa tillverkare definierar en garantitid på mer än 10 eller 20 år, beroende på modell.

Litiumtitanatbatteri: för- och nackdelar

Fördelarna kan övervägas:

• låg inre motstånd;
• mycket snabb laddning;
• oavbruten och lång arbetstid;
• höga egenskaper hos urladdnings- och laddningsströmmar;
• höga driftsegenskaper vid ogynnsamma väderförhållanden;
• stabilitet;
• säkerhet.

Många kallar sådana produkter för "gröna" energikällor på grund av att drift av enheterna kan betraktas som miljövänligt. Batteriets livscykel ökas avsevärt på grund av användningen av litiumtitanat vid tillverkning av anoden. Enheten ger mer än 20 000 laddningsladdningscykler. Samtidigt är nackdelen att spänningen för sådana batterier sjunker beroende på deras kapacitet. Minskad driftspänning på 2,4 V varför det specifika energiindexet minskar. Men om man talar om kritiska driftsförhållanden är dessa batterier de mest kraftfulla bland analoger, eftersom de kan ge maximalt energiflöde.

Den största nackdelen med LTO-batterier är deras långsamma implementering. Men de flesta tillverkare börjar gradvis införa en relativt ny teknik för produktion av elektriska kraftförsörjningar när de skapar sådana enheter.

Var används LTO-batterier?

Den tydliga fördelen med LTO-batterier från andra kraftkällor gör det möjligt att använda den här typen av batteri i elektriska fordon, trafikljus, kraftverk, yachter och laddstationer. Ekonomiska anläggningar, sjukhus, reservkraftssystem, kommunikationsstationer, telekommunikationscentra, självstyrande väderstationer, kollektivtrafik.

Vid belysning av gator där kraftkällans huvuduppladdning beror på solpaneler som samlar energi från solen. Du kan se en liknande design i väderradarer, oavbruten strömförsörjning, för hemmabruk, gaffeltruckar.

Gradvis börjar denna typ av batteri introduceras i andra branscher. De kan ses i mobila medicinska apparater, armbandsur, videokameror, digitala enheter och till och med i mobiltelefoner och bärbara datorer.

Regler för användning och bortskaffande

Anordningens primära laddning bestäms av den kemiska reaktionen hos katoden och anoden. Ytterligare laddning är möjlig genom att ansluta en extern enhet. LTO-batterier laddas endast under förutsättning att mata likström, en konstant spänning ställs in på full laddning. Sådana enheter betraktas som obevakade. Om batteriet är skadat eller fungerar inte kan det inte repareras. Om du öppnar locket på enheten förstörs omedelbart batteriplattan.

Laddningen bör kontrolleras regelbundet med specialenheter. Specialister är skyldiga att se höljet för säkerhet, terminaler och vid behov rengöra oxidation och smuts. Kontaktstängning är inte tillåten.

Batterier betraktas som fareklass 2-avfall. Avfallshantering av sådana batterier måste utföras i enlighet med särskilda bestämmelser.Därför rekommenderar tillverkarna att när de bortskaffar litiumtitanatbatterier bör de föras till specialanläggningar, företag som kan behandla dem på rätt sätt.

Dessa energilagringsenheter har blivit ett genombrott i modern batteriproduktion. De kan med rätta kallas perfekta, effektiva, säkra. Men deras stora nackdel bestäms av höga kostnader och marknadsunderskott.