Lítium-titanát elemek

Különböző lítium-ion akkumulátorok vannak lítium-titanát akkumulátorok, amelyekben a lítium-titanátot, amelynek kémiai képlete Li4Ti5O12, használják elektródként, amely egy pozitív áramforráshoz (anódhoz) csatlakozik. Az ilyen eszközök fejlesztése a távoli 80-as években kezdődött.

Mi az a lítium-titanát elem?

A lítium-titanát akkumulátorok a mai napig meglehetősen ritka típusú elektromos akkumulátorok, ezért kevesen hallottak róluk. A tömegterjesztés azonban fokozatosan lendületet kap, és a hasonló termékeket sok iparágban széles körben használják.

Az elektromos energiatároló eszköz fő célja a modern háztartási készülékekben, elektromos járművekben, energiarendszerekben és modern eszközökben történő felhasználás.

Hogyan zajlik az LTO elemek gyártása?

Sok gyártó (Seiko, YABO, Toshiba, Altair Nanotechnologies) fokozatosan megkezdi a lítium-titán-oxid gyártását, amely a modern LTO (titán-oxid) technológián alapul. Ezen a technológián dolgozva a gyártóknak sikerült megszerezniük az anód meglehetősen fejlett nanokristályos szerkezetét, amely valójában a termékek fő előnye lett.

A más típusú lítium elemek előállításához használt porózus szénel ellentétben a nanokristályos szerkezet lehetővé teszi egy nagy anódterület „hasznosá tételét”, biztosítva ezzel a felület stabilitását. Például az LTO technológia lehetővé teszi az anód tényleges felületének megközelítőleg 100 m² / g elérését, míg szénanódokkal ez az érték körülbelül 3 m² / g.

Az anód magas területe miatt a töltés sokkal gyorsabban továbbad, a megengedett áramok jellemzői magasabbak. Mindez biztosítja az eszköz tartósságát, stabilitását és működési biztonságát.

A működés elve és az eszköz lítium-titanát akkumulátor

A szerkezet külső héja műanyag, kompozit anyag, ritkábban színesfém. Számos modellnek vannak fém csatlakozói, amelyeken keresztül a belső rudak érintkeznek a pozitív, negatív feszültség és az energiafogyasztóval. Külsőleg az eszköz prizmához, hengerhez hasonlít. A pozitív érintkező az akkumulátor felső részén, a negatív érintkező az akkumulátor alján található.

Amikor az akkumulátor működik, egy bizonyos reakció folytatódik benne. Az áram felhalmozódik és egyidejűleg továbbadódik, a felhalmozódás és az ellátás sokkal nagyobb, mint más gyártási technológiákkal létrehozott eszközöknél. Az ilyen eszközöket 6-10 perc alatt lehet a határértékre feltölteni. Működés közben az akkumulátor nem melegszik fel, így a túlmelegedés teljesen megszűnik. A működés alapelve alig különbözik a lítium-ion akkumulátoroktól.

A negatív elektródot rétegelt grafit formájában készítik. Véletlen folyamatok zajlanak benne, az elektromos energiával töltött atomok a mátrix mentén mozognak, fenntartva a feszültséget. A kisülés során a lítium-ionok kölcsönhatásba lépnek az oxigénnel, és átjutnak a katódon. A töltő lítium-ionok elveszítik kezdeti feszültségüket, és a következő töltésig leülepednek az anód felületén. A töltési folyamat megismétlődik, de fordított sorrendben. Működés közben a gázok felhalmozódhatnak a ház belsejében, gőzöket speciális nyílásokon vagy kipufogógázon keresztül ürítik.

A lítium-titanát akkumulátorok műszaki jellemzői

A külföldi és az orosz gyártók próbálnak betartani egy szabványt, ez meghatározza a következő jellemzőket:

• 30 - 110 W / kg - energiatárolás;
• a maximális terhelésnél a készülék fajlagos teljesítménye 3000–5100 W / kg;
• legfeljebb 177 W * h / l töltési sűrűség;
• névleges feszültség - 1,9 - 2,4 V, maximális kisülés - 1,5 V - 1,7 V;
• a ciklikus „töltés-kisülés” hatékonyság alacsony áramok esetén 95% -on belül esik, nagyobb áramoknál 85% -ra csökken;
• 100 000 megtartja az akkumulátor kapacitás 90% -át, 20 000 - 80%, néhány gyártónak sikerült az utóbbit 40 000 lemerülési töltési ciklusra növelni.

Az LTO alapján gyártott akkumulátorok súlyos fagy (mínusz 40 ° C-tól) és szélsőséges hő (max. 55 ° C-ig) hőmérsékletein képesek működni. Az akkumulátor önkiürülése havonta 2% -ról 5% -ra. Egyes gyártók a típustól függően tíz, vagy akár 20 év garanciaidőt határoznak meg.

Lítium-titanát akkumulátor: előnye és hátránya

A profik tekinthetők:

• alacsony belső ellenállás;
• nagyon gyors töltés;
• megszakítás nélküli és hosszú munkaidő;
• a kisülési és töltési áramok magas jellemzői;
• magas működési jellemzők kedvezőtlen időjárási körülmények között;
• stabilitás;
• biztonságát.

Sokan ezeket a termékeket "zöld" energiaforrásoknak nevezik, mivel az eszközök működése környezetbarátnak tekinthető. Az akkumulátor élettartama jelentősen megnő, mivel a lítium-titanátot az anód gyártásához használják. A készülék több mint 20.000 töltési és kisütési ciklust biztosít. Ugyanakkor hátránya, hogy az ilyen akkumulátorok feszültsége a kapacitásától függően csökken. 2,4 V csökkentett üzemi feszültség, amelynek következtében a fajlagos energiaindex csökken. A kritikus működési körülményekről beszélve azonban ezek az akkumulátorok a legerősebbek az analógok között, mivel képesek maximális energiaáramot biztosítani.

Az LTO akkumulátorok legnagyobb hátránya az, hogy lassan valósulnak meg. A legtöbb gyártó azonban az ilyen egységek létrehozásakor fokozatosan bevezet egy viszonylag új technológiát az elektromos tápegységek gyártására.

Hol használnak LTO elemeket?

A más energiaforrásokból származó LTO akkumulátorok egyértelmű előnye lehetővé teszi az ilyen típusú akkumulátorok széles körű alkalmazását elektromos járművekben, közlekedési lámpákban, erőművekben, jachtokban és töltőállomásokon. Pénzügyi létesítmények, kórházak, biztonsági energiaellátó rendszerek, kommunikációs állomások, telekommunikációs központok, önszabályozó időjárási állomások, tömegközlekedés.

Olyan utcák megvilágításakor, ahol az energiaforrás fő feltöltődését a napelemekből felhalmozódó napelemek okozják. Hasonló kivitel látható az időjárási radarokban, szünetmentes tápegységekben, otthoni használatra, targoncákban.

Fokozatosan ezt az akkumulátort bevezették más iparágakban is. Megtalálhatók mobil orvosi készülékekben, karórákban, videokamerákban, digitális eszközökben, sőt mobiltelefonokban és laptopokban.

A felhasználásra és az ártalmatlanításra vonatkozó szabályok

Az eszköz elsődleges töltését a katód és az anód kémiai reakciója határozza meg. További feltöltés lehetséges külső eszköz csatlakoztatásával. Az LTO akkumulátorokat csak egyenáramú tápellátás esetén töltsék fel, állandó feszültséget teljes töltésre állítva. Az ilyen eszközöket felügyelet nélkül tekintik. Ha az akkumulátor sérült vagy hibásan működik, akkor nem javítható. A készülék fedelének kinyitása azonnal megsemmisíti az elemlemezt.

A töltést rendszeresen ellenőrizni kell speciális eszközökkel. A szakembereknek ellenőrizniük kell a ház biztonságát, a csatlakozókat, és szükség esetén meg kell tisztítaniuk az oxidációt és a szennyeződéseket. Az érintkező bezárása nem megengedett.

Az akkumulátorokat 2. veszélyességi osztályba sorolják. Az ilyen akkumulátorokat a különleges előírásoknak megfelelően kell megsemmisíteni.Ezért a gyártók azt javasolják, hogy újrahasznosítsák a lítium-titanát elemeket speciális üzemekben, olyan vállalatoknál, amelyek ezeket megfelelően feldolgozzák.

Ezek az energiatároló készülékek áttörést jelentettek a modern akkumulátorgyártásban. Ők jogosan nevezhetők tökéletesnek, hatékonynak, biztonságosnak. Nagy hátrányukat azonban a magas költség és a piaci hiány határozza meg.