Interested Article - Литий-титанатный аккумулятор
- 2020-07-29
- 1
|
Содержимое этой статьи
нуждается в чистке
.
|
|
Эту статью нужно проверить на соответствие
критериям
взвешенности изложения
.
|
Литий-титанатный аккумулятор (LTO) — вариант литий-ионных аккумуляторов , использующий (Li 4 Ti 5 O 12 ) в качестве анода вместо графита , применяемого в большинстве других вариантов. Для увеличения площади анод имеет нанокристаллическое строение. Такое решение позволяет обеспечить площадь поверхности анода до 100 м 2 /г по сравнению с 3 м 2 /г для углерода, что позволяет значительно увеличить скорость перезарядки и обеспечить высокую плотность тока. По состоянию на 2017 год литий-титанатные батареи способны обеспечить плотность энергии до 177 Вт*ч/л . Кроме того, эти аккумуляторы имеют высокую надежность и могут без потерь работать при более низких температурах до минус 30 градусов, в отличие от классических литий-ионных, которые уже при минус 5 градусах снижают свои показатели на 20 %.
Недостатком литий-титанатных аккумуляторов является более низкое рабочее напряжение (2,4 В), что приводит к меньшей удельной энергии (около 30-110 Вт×ч/кг ), чем у обычных литий-ионных батарей, имеющих стандартное напряжение 3,7 В. Это ограничивает их применение в электротехнике и в ноутбуках, мобильных телефонах и смартфонах, которые стремятся к минимизации объёма и веса аккумуляторов.
Типичные пороги защиты от перезаряда и переразряда составляют 2,8-1,8 В. Это, в теории, позволяет заменить два NiCd- или NiMH-аккумулятора (в устройстве без балансировки ячеек, например, в домашней телефонной радиотрубке) на один литий-титанатный аккумулятор. С другой стороны, многие подобные устройства не обладают достаточно точным контролем уровня напряжения на аккумуляторе, жертвуя его ресурсом — но в случае с литиевыми аккумуляторами цена такого схемотехнического упрощения значительно возрастает из-за риска пожара.
Производители
Altairnano
производит литий-титанатные аккумуляторы в линии «Nanosafe», в основном позиционирует их для электромобилей . Среди производителей электромобилей о намерениях использовать аккумуляторы Altairnano заявляли Lightning Car Company (автомобиль Lightning GT ) Phoenix Motorcars , Proterra (для микроавтобуса EcoRide BE35) .
Altairnano также устанавливает свои батареи в системах бесперебойного питания и предлагает их для военных .
Toshiba
Toshiba выпустила литий-титанатный аккумулятор под маркой Super Charge Ion Battery (SCiB) , которая отличается сверхбыстрой зарядкой — до 90 % ёмкости за 6 минут , и длительным сроком службы — до 25 лет. Число циклов заряд/разряд: более 25000 . Также новый тип батарей безопасней распространенных сейчас Li-ion батарей. Энергетическая плотность — 60-100 Вт×ч/кг при цене порядка 1-2 тыс. долларов за кВт×ч (для сравнения: бытовые Li-ion на обладают энергетической плотностью 120—180 Вт×ч/кг при ценах 300—500 долларов за кВт×ч) .
Усовершенствованная технология SCiB, анонсированная Toshiba в октябре 2017 года, позволяет обеспечить 90%-й заряд аккумулятора в течение 5 минут. Таких показателей удалось достичь путем использования в качестве анодного материала оксида титана-ниобия, который более эффективно обеспечивает хранение и транспорт ионов лития и позволяет двукратно повысить удельную емкость анода .
Leclanché
Leclanché — швейцарский производитель аккумуляторов, основанный в 1909 году. В 2006 году фирма приобрела немецкую фирму Bullith AG для создания литий-ионной производственной линии в Германии. В 2014 году на рынке появился продукт «TiBox» с литий-титанатным анодом. Мощность батареи «TiBox» составляет 3,2 кВт и она выдерживает 20 000 циклов перезарядки.
Seiko
Seiko использует батареи на основе титаната лития в кинетических наручных часах. Ранее ими для хранения энергии использовался конденсатор, но батарея позволяет обеспечить большую емкость, более длительный срок службы и удобство ремонта.
YABO
YABO Power Technology выпустила батарею на основе титаната лития в 2012 году. Стандартная модель аккумуляторной батареи YB-LITE2344 — 2,4 В/15 А×ч используется в электромобилях и системах хранения энергии.
Использование
Благодаря возможности зарядки при отрицательных температурах «литий-титанат» перспективнее чем « лифер » для применения в автомобилях. Данная технология позволяет устанавливать аккумулятор, который будет работать дольше, чем сам автомобиль, и многих автопроизводителей это ставит в тупик, так как этим они увеличивают потребительский ресурс своих автомобилей, сокращая их потребительскую оборачиваемость.
SCiB-аккумуляторы используются в велосипедах Schwinn Tailwind electric bike , в некоторых японских версиях электромобиля Mitsubishi i-MiEV , электромобиле Honda Fit EV и электроскутере Honda EV-neo . Этот тип аккумуляторов имеет большой потенциал использования в общественном транспорте. Например, в проекте TOSA используется высокая скорость зарядки SCiB-батареи для 15-секундной подзарядки аккумулятора на автобусных остановках.
Литий-титанатные аккумуляторы очень выгодно используются в альтернативной энергетике как накопители и хранители энергии, вырабатываемой солнечными панелями и ветряными генераторами, ввиду высокого КПД сохранения энергии, равному 96 %, и очень низкому саморазряду, равному 0,02 % в сутки.
Развитие семейства
|
В разделе
не хватает
ссылок на источники
(см.
рекомендации по поиску
).
|
Карбон [ источник не указан 1315 дней ] -титанатный аккумулятор ( Carbon titanate cell LPCO ) является вторым поколением литий-титанатных аккумуляторов, разработанных американской компанией (USA) и изготовленных на основе пористого углерода титаната лития (Li 4 Ti 5 O 12 ) (porous carbon).
В качестве анода в химии карбон титанатного аккумулятора использован модифицированный пористый углерод с размером частиц и морфологией, сходной с классическим графитом, и площадью поверхности, в 20 раз превышающей площадь поверхности графита. Большая площадь поверхности обеспечивает увеличенный канал, который значительно увеличивает подвижность и инжекцию литий-иона, что помогает аккумулятору добиться высокой скорости зарядки и длительной работы.
Благодаря таким технологиям удалось значительно увеличить плотность накапливаемой энергии, уменьшить массу и габариты карбон-титанатного аккумулятора . При этом произошло незначительное, по сравнению с литий-титанатным аккумулятором, снижение ресурса, который в карбон-титанате составляет 10 000 циклов.
Рабочий диапазон напряжений карбон-титанатного аккумулятора составляет 2,7-4,3 В, что соответствует диапазону стандартного литий-ионного аккумулятора. Это позволяет использовать широко распространенные платы защиты BMS (battery management system), разработанные для литий-ионных батарей. Но, несмотря на преимущество карбон-титанатной технологии, литий-титанатная разработка от Toshiba SCiB остается на сегодня аккумулятором с самым высоким сроком службы среди всех серийно производимых технологий, где ресурса 25 000 полных циклов заряда разряда никто из производителей до сих пор не превзошёл. [ источник не указан 1664 дня ]
См. также
- Химический источник тока
- Типоразмеры гальванических элементов
- Батарея (электротехника)
- Литий-полимерный аккумулятор
- Литий-железо-фосфатный аккумулятор
Примечания
- ↑ . EETimes . Дата обращения: 14 октября 2017. Архивировано из 26 июня 2018 года.
- Page, Lewis (2008-07-22). . The Register . из оригинала 24 июля 2008 . Дата обращения: 22 июля 2008 .
- . Дата обращения: 7 июля 2010. Архивировано из 27 мая 2008 года.
- . Phoenix Motorcars. Дата обращения: 7 июля 2010. Архивировано из 10 марта 2008 года.
- . Proterraonline.com. Дата обращения: 6 июля 2010. Архивировано из 11 октября 2008 года.
-
(Press release). Altair Nanotechnologies. 2008-11-21
. Дата обращения:
6 июля 2010
.
{{ cite press release }}
:|archive-url=
требует|archive-date=
( справка ) - (Press release). Altair Nanotechnologies. из оригинала 16 июля 2011 . Дата обращения: 6 июля 2010 .
- Kouji Kariatsumari. Nikkei Electronics (12 декабря 2007). Дата обращения: 7 июля 2010. 1 мая 2012 года.
- . Дата обращения: 7 июля 2010. Архивировано из 1 мая 2012 года.
- ↑ . Дата обращения: 22 мая 2012. 28 августа 2012 года.
- . www.scib.jp. Дата обращения: 28 ноября 2016. 28 ноября 2016 года.
- от 3 апреля 2015 на Wayback Machine // ARPA E RANGE Conference, January 28, 2014 (англ.) : «Lithium Titanate (LTO) › Energy density: 60 Wh/kg to 105 Wh/kg»
- . Дата обращения: 7 февраля 2011. Архивировано из 2 октября 2009 года.
- (Press release). Toshiba. 2017-10-03. из оригинала 3 октября 2017 . Дата обращения: 14 октября 2010 .
- . Дата обращения: 7 июля 2010. Архивировано из 17 марта 2009 года.
- . Integrity Exports. 2011-06-18. из оригинала 5 апреля 2016 . Дата обращения: 14 октября 2017 .
- . Green Car Congress (17 ноября 2011). Дата обращения: 14 октября 2017. 18 января 2017 года.
- . Green Car Congress (15 июня 2011). Дата обращения: 14 октября 2017. 11 октября 2018 года.
- от 25 мая 2014 на Wayback Machine : The project aims to introduce a new system of mass transport with electric «flash» recharging of the buses at selected stops.
Ссылки
- 2020-07-29
- 1