Liitium-ioon titanaadi aku

Sissejuhatus
Liitiumioontitanaadi aku on liitiumioonaku, mille anoodiks on liitiumtitanaat. Seda on laialdaselt kasutatud selle kõrge ohutuse, kõrge stabiilsuse, suurepärase jõudluse, pika tsükli eluea ja keskkonnasõbralikkuse tõttu. Sellel on madal isetühjenemine, kõrge ohutus, pikk tööiga, lai töötemperatuuri vahemik, kiire laadimine ja tühjenemise kiirus. Liitiumtitanaadi (Li4Ti5O12) tehnoloogia on tänapäeva tulevik. Üks uusimaid turule sobivaid akusid, mis kestab üle 20 000 tsükli (DOD 80 protsenti) ning kiire laadimise ja tühjenemise omadused on nõudlusprojektide eelistatud valik. Titanate nanotehnoloogia tõttu kasutatakse neid kõige sagedamini äärmuslikel temperatuuridel, LTO akuelemendid taluvad madalaid temperatuure paremini kui pliihappe-, liitiumioon- ja muud tüüpi turul saadaolevad akud.

Keemia
Liitiumioontitanaadi aku on modifitseeritud liitiumioonaku, mille anoodi pinnal kasutatakse süsiniku asemel liitium-titanaadi nanokristalle. See annab anoodi pindalaks umbes 100 ruutmeetrit grammi kohta, võrreldes süsiniku puhul 3 ruutmeetriga grammi kohta, võimaldades elektronidel kiiresti anoodile siseneda ja sealt lahkuda. Samuti on Li ja titaanoksiidideks interkalatsiooni redokspotentsiaal positiivsem kui Li pluss grafiidiks interkalatsiooni potentsiaal. See viib selleni, et kiirlaadimine (suurem laadimisvool) on titanaadi puhul palju ohutum kui süsiniku puhul, kuna liitiumdendriitide moodustumine esimesel juhul on väiksem. Liitium-titanaatelemendid kestavad 3000–7000 laadimistsüklit; ~1000 tsükli pikkune elutsükkel enne 80% võimsuse saavutamist on võimalik, kui laaditakse ja tühjendatakse 55 kraadi juures (131 kraadi F), mitte standardse 25 kraadi (77 kraadi F).

Liitium-titanaat akude puuduseks on nende madalam sisemine pinge (2,4 V), mis toob kaasa madalama erienergia (umbes 30–110 Wh/kg[1]) kui tavaliste liitiumioonakude tehnoloogiate puhul, mille loomupärane pinge on 3,7 V.[14] Mõne liitium-titanaadi aku energiatihedus on aga kuni 177 Wh/L.

Eelised
1. Äärmiselt pikk kasutusiga

Nagu eespool mainitud, on liitium-titanaadi nanokristallidest ja nende suurenenud pindalast koosnev arenenud nanotehnoloogia spetsiaalselt loodud nende patareide eluea pikendamiseks. Üle 30 korra suurema pindalaga on see tehnoloogia võimalik oluliselt kiiremini laadida kui selle traditsioonilisem alternatiiv, liitiumioonaku. Liitiumtitanaadi aku tsüklite arv on 20,000 võrreldes tavalise liitiumaku 2000-ga, mis tähistab revolutsioonilist lähenemist energia salvestamisele.

2. Aku kiire laadimine ja tühjendamine

Liitium-ioon-titanaadi akud on täiustatud modifitseeritud liitiumioonakud, mille pinnal kasutatakse nanotehnoloogiat liitiumtitanaadi nanokristallide kujul, mitte tavalise süsinikmaterjalina. Tehnilise printsiibi eeliseks on see, et anoodi pindala on umbes 100 ruutmeetrit materjali grammi kohta – mis on kindlasti palju suurem kui tavalise süsinikmaterjali 3 ruutmeetri kohta grammi kohta.

3. Täiustatud ohutus

Lisaks liitiumtitanoksiidi (liitium-titaanoksiid) akude tõhustatud ja energiasäästlikele omadustele on see tehnoloogia tuntud oma kõrge ohutustaseme poolest, kui seda kasutatakse võrreldes alternatiivsete võimalustega. Selle tehnoloogia madalama tööpinge tõttu on tarbijale ja keskkonnale olulised ohutuseelised. Kuna liitiumtitanaadi akud on täiesti süsinikuvabad, väldivad need termilist äravoolu või ülekuumenemist, mis on traditsioonilistes energiasalvestussüsteemides tulekahjude peamine põhjus.

4. Madala temperatuuri jõudlus

Liitiumtitanaatpatareide kasutamise eeliseks on ka see, et tänu kasutatavale nanotehnoloogiale on neil akudel palju parem toimivus madalal temperatuuril võrreldes teiste akutehnoloogiatega.

Nende madala temperatuuriga tühjendusomaduste tõttu on see võimeline saavutama kuni 80 protsenti oma täisvõimsusest kõigest -30 kraadiga.

Üksikasjad
Madal isetühjenemine, 90 päeva 20 kraadi juures hoitud LTO aku järelejäänud võimsus on üle 90 protsendi ja võimsuse taastumise määr on üle 95 protsendi.
Kõrge ohutus, läbib laske- ja naelatestid
Pikk kasutusiga, tsükli eluiga Rohkem kui 5000 korda või sellega võrdne
Lai töötemperatuuri vahemik -40 kraadi -60 kraadi, laadida ja tühjendada saab -40 kraadi juures, 99 protsenti võimsusest saab siiski tühjendada 60 kraadi juures
Kiire laadimine ja tühjendamine, mille saab täis laadida 6 minutiga

Andmed

Kuum tags: liitiumioon-titanaadi aku, Hiina liitiumioon-titanaadi aku tootjad, tarnijad