Литий титанатные аккумуляторы — новое поколение

Невозможно представить мир без аккумуляторов, источника энергии электронных приборов и многих механизмов. Технический прогресс в этой области идет очень быстро. Поиски и внедрение инновационных материалов привели к созданию литий титанатных аккумуляторов.

Литий-титанатные аккумуляторы — что это, где применяются

Литий титанатные аккумуляторы — новейшие автономные источники электрической энергии, которая образуется за счет химической реакции. Относятся к типу литий-ионных элементов питания.

Ноу-хау заключается в замене анода (положительного электрода) с пористого углеродистого на оксид титанат лития (Li4Ti5O12), материал с высокой электрохимической стабильностью

Применение: электромобили, электрокары, энергетика, бытовые и специальные инструменты, приборы, медицинские устройства и многое другое.

Принцип работы и устройство аккумулятора

Нанокристаллическая структура титаната создает большую и эффективную площадь анода: 100м2/г(для углеродных 3м2/г), которая состоит из полых лент. Размеры полостей позволяют электролиту свободно проникать по всем каналам и получать высокие значения ионной и электронной проводимости. Это обеспечивает быструю перезарядку и высокие токи.

Катод накопителя (отрицательный электрод) — слоеный графит.

Формы аккумуляторов — цилиндры и призмы, пакеты. Корпус — цветной металл, композиционные материалы, реже пластик. Имеются металлические клеммы для удобства подключения.

Плюс-контакт находится вверху батареи, минус — внизу.

В корпусе для отвода паров газа предусмотрены специальные отверстия.

Технические характеристики

Используя в качестве анода титанат лития, аккумулятор в результате имеет уникальные эксплуатационные характеристики.

• 3000-5100 Вт/кг удельная мощность при максимальной и минимальной нагрузке;
• до 177 Вт.ч/л — плотность заряда;
• 2-2,4 В — номинальное напряжение;
• 10-40 тысяч циклов эксплуатации в режиме заряд-разряд;
• -40 — +50 C — диапазон температур нормальной работы;

Особенности эксплуатации

Как заряжать

Новые титанатные аккумуляторы готовы для подключения, так как в результате электрохимической реакции между электродами плюса и минуса произошел заряд LTO.

Дальнейшая зарядка производится устройством постоянного тока c переходом в режим постоянного напряжения. Лучше всего, если это будет штатное зарядное.

При долгом хранении не используемого аккумулятора его следует подзаряжать 1 раз в 3 месяца, сохраняя запас в 30-50%.

Правила утилизации

Отработанные литий титановые батареи считаются отходами 2 класса опасности и утилизируются по особым правилам на специализированных предприятиях.

Важно

LTO не подлежат ремонту и восстановлению!

Не открывайте крышки устройства — произойдет необратимое разрушение пластин батареи. Недопустимо замыкание контактов.

Преимущества

LTO-аккумуляторы характеристики которых имеют существенные преимущества по следующим практическим показателям:

• быстрая зарядка. В зависимости от размера тока заряда, скорость зарядки до 80% емкости происходит от 5 до 10 минут, а в некоторых моделях и за 1 минуту. Такая скорость порадует особенно при зарядке автомобилей и электроинструментов;
• внутреннее сопротивление 0,3-0,5 мОм является низким показателем;
• длительность службы при корректной эксплуатации составляет 10-20 лет. Причем в новых усовершенствованных моделях российских разработчиков срок увеличен до 25 лет;
• по своей безопасности превосходит другие литиевые аккумуляторы за счет более низкого напряжения, отсутствия в составе углерода, низкой химической активности. Химические свойства материала снижают риск внутреннего КЗ. Выдерживают пиковую температуру в 250 градусов без взрывов и возгораний;
• рабочие температуры, обеспечивающие нормальную работу присоединяемого устройства от -40 до +50 градусов С. Такой разбег позволяет использовать эти элементы питания в сложных климатических условиях;
• саморазряд составляет 2-5 %, что позволяет сохранять ресурсы накопительной системы до нужного времени начала работы.

Недостатки

• невысокое напряжение с узким диапазоном: от 2,8В от заряженного, до 1,8В разряженного;
• малая распространенность технологии, узкий ассортимент;
• большая стоимость в сравнении с другими моделями.

Справка

Компенсируют недостатки в области дефицита и стоимости, используя преимущества в долговечности, посредством покупки LTO вторичного рынка, преимущественно из Китая, на сайтах торговых площадок. Новые аккумуляторы можно посмотреть в интернет — магазинах.

Применение литиево титанатных батарей

Отличные технические возможности и конструктивные особенности позволяют собирать из титанатных элементов батареи под необходимые запросы даже самостоятельно. Собирая по выбранным схемам: последовательно или параллельно можно получить АКБ с нужными параметрами емкости и выходного напряжения.

LTO АКБ находят применение в различных сферах.

Наибольшая популярность в использовании для электротранспорта:

• общественный транспорт,
• автомобили,
• скутеры, велосипеды и т.д.

Иногда находят применение в бензиновых автомобилях, как автономное питание для стартера, звукового оборудования, климат — контроля, освещения.

LTO АКБ, как источники автономного и резервного питания, удовлетворяют потребность в бесперебойной работе объектов:

• медицинских,
• финансовых,
• телекоммуникационных,
• государственных учреждений,
• энергетических систем.

Можно встретить батареи такого типа в мобильных и электронных гаджетах: сотовых телефонах, ноутбуках, цифровых, бытовой технике, инструментах, фотоаппаратах, видеокамерах медоборудовании и даже наручных часах.

Солнечная энергетика, ветрогенераторы эффективно используют LTO АКБ.

Ближайшее развитие — применение в легкой и тяжелой промышленности, судостроении, авиации.

Ведущими компаниями в разработке технологий и производстве литиевого титаната являются Toshiba (Япония), Altairnano (США), YABO Power Technology (Китай), КБ Энергия (Россия).

Аккумуляторы вида LTO являются наиболее перспективными для систем автономного питания в различных областях применения.

Появляются новые производители, предлагающие изготовление, как серийных АКБ, так и под требования потребителя к размерам и техническим характеристикам.

Продолжающееся развитие этой технологии еще преподнесет много приятных новинок. Литий титановые аккумуляторы — новое поколение

Невозможно представить мир без аккумуляторов, источника энергии электронных приборов и многих механизмов. Технический прогресс в этой области идет очень быстро. Поиски и внедрение инновационных материалов привели к созданию литий титанатных аккумуляторов.