Литий-титанатный аккумулятор
| Удельная энергия | 60–110 Втч / кг [ 1 ] |
|---|---|
| Плотность энергии | 177–202 Втч / л [ 1 ] , [ 2 ] |
| Долговечность цикла | 6000–+45 000 циклов, [ 1 ] [ 3 ] |
| Номинальное напряжение ячейки | 2.3 V [ 1 ] |
Литий -титанатная или литий-титан-оксидная батарея (LTO) представляет собой тип перезаряжаемой батареи , преимуществом которой является более быстрая зарядка. [ 4 ] чем другие литий-ионные батареи , но недостатком является гораздо более низкая плотность энергии .
Использование
[ редактировать ]Титановые аккумуляторы используются в некоторых версиях Mitsubishi i-MiEV, предназначенных только для Японии. [ 5 ] электромобиль, а также электрический велосипед Honda EV-neo и Fit EV . [ 6 ] [ 7 ] Они также используются в Tosa . концептуальном электробусе [ 8 ] Благодаря высокому уровню безопасности и возможности перезарядки батареи LTO используются в автомобильных аудиосистемах, а также в мобильных медицинских устройствах. [ 9 ]
Батарея LTO также используется в S-Pen , который поставляется в комплекте с Samsung Galaxy Note 20 Ultra 5G . [ 10 ]
Согласно статье Weatherflow Co., [ 11 ] Устройство метеостанции Tempest содержит батарею LTO емкостью 1300 мАч, заряжаемую через четыре солнечные панели, что требует «не менее 4 часов достаточного солнечного света каждые две недели».
В термометре для прогнозирования сгорания используется батарея LTO. По данным Combustion Inc., это позволяет ему безопасно выдерживать температуру до 105 °C (221 °F) внутри духовок. [ 12 ]
Химия
[ редактировать ]Литий -титанатная батарея — это модифицированная литий-ионная батарея, в которой вместо углерода на поверхности анода используются нанокристаллы литий-титаната . Это дает аноду площадь поверхности около 100 квадратных метров на грамм по сравнению с 3 квадратными метрами на грамм углерода, что позволяет электронам быстро входить и покидать анод. Кроме того, окислительно-восстановительный потенциал интеркаляции Li+ в оксиды титана более положителен, чем потенциал интеркаляции Li+ в графит. Это приводит к тому, что быстрая зарядка (более высокий зарядный ток) гораздо безопаснее в случае титаната, чем в случае углерода, поскольку в первом случае вероятность образования дендритов лития меньше. [ 13 ] Литий-титанатные элементы рассчитаны на срок службы от 3000 до 7000 циклов зарядки; [ 14 ] жизненный цикл около 1000 циклов до достижения емкости 80% возможен при зарядке и разрядке при температуре 55 ° C (131 ° F), а не при стандартной температуре 25 ° C (77 ° F). [ 15 ]
Недостатком литий-титанатных аккумуляторов является более низкое собственное напряжение (2,4 В), что приводит к меньшей удельной энергии (около 30–110 Втч/кг). [ 1 ] ), чем традиционные литий-ионные аккумуляторы, собственное напряжение которых составляет 3,7 В. [ 16 ] Однако некоторые литий-титанатные батареи имеют объемную плотность энергии до 177 Втч/л. [ 1 ]
Бренды и использование
[ редактировать ] | Этот раздел содержит контент, написанный как реклама . ( Октябрь 2019 г. ) |
Журнал 9 научных материалов
[ редактировать ]Компания Log9 работает над внедрением своей тропической ионной батареи (TiB), основанной на литий-феррофосфатном (LFP) и литий-титан-оксидном (LTO) аккумуляторе. В отличие от LFP и LTO, более популярный химический состав NMC (никель-марганец-кобальт) действительно обладает необходимой температурной устойчивостью, чтобы выжить в самых теплых условиях, например, в Индии. LTO не только устойчив к температуре, но и имеет длительный срок службы. [ 17 ]
Альтаирнано
[ редактировать ]Altairnano производит литий-титанатные аккумуляторы линии Nanosafe, в основном для аккумуляторных электромобилей . Производители автомобилей, объявившие о планах использовать батареи Altairnano, включают Lightning Car Company , которая планирует использовать их для Lightning GT , электрического спортивного автомобиля; [ 18 ] [ 19 ] Phoenix Motorcars для использования в своих спортивных внедорожниках; [ 20 ] а в Протерре электрический автобус EcoRide BE35 . — легкий 35-футовый [ 21 ]
Altairnano также внедрила свои литий-титанатные системы хранения энергии для вспомогательных услуг электросетей. [ 22 ] а также военного применения. [ 23 ]
Гринеджи
[ редактировать ]Grinergy — южнокорейский производитель аккумуляторов, основанный в 2017 году. Он предлагает аккумуляторные батареи LTO коммерческого и военного уровня для Warfighter. [ 24 ] Grinergy — лауреат премии CES за инновации 2023 года. [ 25 ]
Лекланше
[ редактировать ]Leclanché — швейцарский производитель аккумуляторов, основанный в 1909 году. В 2006 году он приобрел Bullith AG (Германия) для создания линии по производству литий-ионных аккумуляторов в Германии. В 2014 году на рынок вышел их продукт «TiBox». Энергоемкость TiBox составляет 3,2 кВтч, ожидаемый срок службы — 15 000 циклов. [ 26 ]
Микроваст
[ редактировать ]Компания Microvast , базирующаяся в Хьюстоне, штат Техас, производит литий-титанатные батареи, которые она называет «LpTO». был запущен первый в мире парк автобусов со сверхбыстрой зарядкой В 2011 году в Чунцине , Китай, . В 37 двенадцатиметровых электробусах была установлена аккумуляторная система LpTO емкостью 80 кВтч, которую можно полностью зарядить за 10 минут с помощью зарядного устройства мощностью 400 кВт. [ 27 ]
По состоянию на 2014 год британский производитель автобусов Wrightbus начал использовать батареи Microvast LpTO для 1000 единиц двухэтажных автобусов New Routemaster . [ нужна ссылка ] Аккумуляторная система LpTO мощностью 18 кВтч используется для замены исходной литий-железо-фосфатной батареи, поскольку у батареи LFP произошел сбой в работе.
В 2015 году впервые была предложена европейская ZeEUS (городская транспортная система с нулевым уровнем выбросов). В его шине VDL используется аккумуляторная система LpTO мощностью 62,5 кВтч от Microvast. [ 28 ] для демонстрационного проекта.
В 2016 году крупнейший в мире автоматизированный порт PSA TUAS начал использовать Microvast LpTO для 22 электрических AGV в качестве первого этапа проекта по горизонтальным контейнерным перевозкам. [ 29 ]
Samsung
[ редактировать ]S- Pen с поддержкой Bluetooth в Samsung Galaxy Note 10 и 10+ содержит литий-титанатный аккумулятор, время работы которого в режиме ожидания составляет десять часов. [ 30 ]
Сейко
[ редактировать ]Seiko использует литий-титанатные батареи в своих наручных часах Kinetic ( автоматические кварцевые ). Раньше в часах Kinetic для хранения энергии использовался конденсатор , но батарея обеспечивает большую емкость и более длительный срок службы. Технический специалист может легко заменить батарею, когда ее емкость со временем ухудшится до неприемлемого уровня. [ 31 ]
Штадлер
[ редактировать ]Stadler Rail В трехрежимных локомотивах British Rail Class 93, построенных , используются литий-титанатные батареи, позволяющие поезду двигаться по неэлектрифицированным линиям. Эти элементы с жидкостным охлаждением можно заряжать, находясь под воздушными линиями, или от бортового дизельного двигателя, когда для тяги не требуется полная мощность. [ 32 ] [ 33 ]
Тошиба
[ редактировать ]
В 2007 году Toshiba выпустила литий-титанатную батарею, получившую название «Super Charge Ion Battery» (SCiB). [ 34 ] [ 35 ] Аккумулятор рассчитан на зарядку на 90% за десять минут. [ 36 ]
Tailwind используются аккумуляторы SCiB . Schwinn В электровелосипеде [ 37 ] Toshiba также продемонстрировала свое использование в качестве прототипа батареи для ноутбука. [ 38 ] Аккумуляторы Toshiba SCiB используются в версиях Mitsubishi i-MiEV и Minicab MiEV, предназначенных только для Японии. [ 5 ] электромобили , и Honda использует их в своем электрическом велосипеде EV-neo и Fit EV , которые вышли на рынок летом 2012 года. [ 6 ] [ 7 ] JR Central компании Синкансэн N700S использует батареи SCiB для работы на низкой скорости в случае сбоя в подаче электроэнергии. [ 39 ]
Литий-титанатный аккумулятор Toshiba имеет низкое напряжение (номинальное напряжение 2,3), низкую плотность энергии (между свинцово-кислотным и литий-ионно-фосфатным аккумулятором), но обладает чрезвычайной долговечностью, возможностью зарядки/разрядки и широким диапазоном рабочих температур.
В 2024 году Toshiba указала ожидаемый срок службы 45 000 циклов при температуре 10°C для своего «высокомощного» элемента SCiB емкостью 2,9 Ач. [ 3 ] и 20 000 циклов при 3C для «высокоэнергетического» элемента емкостью 23 Ач. [ 2 ] При некоторой потере ожидаемого срока службы эти элементы можно зарядить очень быстро от 0% до 80% емкости: за 1 минуту (т. е. при 48°С) для аккумулятора 2,9 Ач и за 6 минут (т.е. при 8°С) для аккумулятора 23 Ач. Ах, клетка. В апреле 2024 года Siemens Mireo Plus B с элементами питания Toshiba LTO с ожидаемым сроком службы 15 лет. введены в эксплуатацию четыре аккумуляторных электропоезда [ 40 ]
ИЗ НИХ
[ редактировать ]Компания YABO Power Technology выпустила литий-титанатную батарею в 2012 году. Стандартная модель аккумуляторной батареи YB-LITE2344 2,4 В/15 Ач используется в электромобилях и системах накопления энергии. [ 41 ]
Иньлун Энерджи
[ редактировать ]Gree представила свою технологию Yinlong Battery Technology — тип быстрозаряжаемой батареи LTO (литий-титанат), которая может работать в экстремальных температурных условиях. Срок службы аккумуляторов составляет до 10 лет. Yinlong Energy поставляет аккумуляторы для автомобилей и накопителей энергии. [ 42 ]
См. также
[ редактировать ]- Список типов батарей
- Список размеров батарей
- Сравнение типов аккумуляторов
- Батарея (электричество)
- Электрохимическая ячейка
- Хранение энергии
- Топливный элемент
- Литий-железо-фосфатный аккумулятор
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж «Все о батареях, часть 12: Титанат лития (LTO)» . ЭТаймс . 2015 . Проверено 3 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Тошиба. «Ячейки высокоэнергетического типа» . Проверено 3 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Тошиба. «Ячейки повышенной мощности» . Проверено 3 июля 2024 г.
- ^ Ян, Сяо-Гуан; Чжан, Гуаншэн; Ге, Шанхай; Ван, Чао-Ян (10 июля 2018 г.). «Быстрая зарядка литий-ионных аккумуляторов при любых температурах» . Труды Национальной академии наук . 115 (28): 7266–7271. Бибкод : 2018PNAS..115.7266Y . дои : 10.1073/pnas.1807115115 . ПМК 6048525 . ПМИД 29941558 .
- ^ Jump up to: а б «Mitsubishi выбирает сверхэффективную батарею Toshiba SCiB для электромобилей» . Честность экспорта. 18 июня 2011 г. Проверено 18 июня 2011 г.
- ^ Jump up to: а б «Аккумулятор Toshiba SCiB для Fit EV» . Конгресс зеленых автомобилей. 17 ноября 2011 г.
- ^ Jump up to: а б «Honda начинает европейскую демонстрационную программу электросамоката EV-neo» . Конгресс зеленых автомобилей. 15 июня 2011 г.
- ^ TOSA2013. Архивировано 25 мая 2014 г. в Wayback Machine : Целью проекта является внедрение новой системы общественного транспорта с электрической «мгновенной» подзарядкой автобусов на выбранных остановках.
- ^ «Все о батареях, часть 12: Титанат лития (LTO)» .
- ^ «Характеристики | Samsung Galaxy Note20 и Note20 Ultra» . Официальный сайт Samsung Galaxy . Проверено 6 августа 2020 г.
- ^ «Солнечная энергия для бури» . help.weatherflow.com . Проверено 23 августа 2020 г.
- ^ "ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ" . Компания Combustion Inc. Проверено 21 мая 2023 г.
- ^ Грэм-Роу, Дункан (7 марта 2005 г.). «Зарядите аккумулятор всего за шесть минут» . Новый учёный. Архивировано из оригинала 15 октября 2008 года . Проверено 6 июля 2010 г.
- ^ «Батареи LTO» .
- ^ Хан, Сюэбин; Оуян, Мингао; Лу, Лангуан; Ли, Цзяньцю (30 июля 2014 г.). «Срок службы коммерческих литий-ионных аккумуляторов с литий-титановыми анодами в электромобилях» . Энергии . 7 (8): 4895–4909. дои : 10.3390/en7084895 .
- ^ «Конгресс по экологическим автомобилям: Toshiba разрабатывает литий-ионный элемент SCiB высокой мощности 3,0 Ач для применения в HEV» . 21 мая 2008 года . Проверено 7 июля 2010 г.
- ^ Литий-ионные аккумуляторные элементы для электромобилей, произведенные стартапом «Сделано в Индии», могут положить конец иностранному импорту
- ^ Пейдж, Льюис (22 июля 2008 г.). «Электро-суперкар Блайти 2.0 сегодня раскрыт» . Регистр . Проверено 22 июля 2008 г.
- ^ «Добро пожаловать в компанию Lightning Car» . Архивировано из оригинала 26 мая 2010 года . Проверено 7 июля 2010 г.
- ^ «Новый внедорожник Феникс» . Автомобили Феникс. Архивировано из оригинала 29 июля 2010 года . Проверено 7 июля 2010 г.
- ^ «Протерра – Экономически эффективные решения для экологически чистого транспорта» . Proterraonline.com. Архивировано из оригинала 1 марта 2009 года . Проверено 6 июля 2010 г.
- ^ «Альтаир Нанотехнологии объявляет об успешном выходе на рынок PJM первой аккумуляторной системы хранения энергии сетевого масштаба» (пресс-релиз). Альтаир Нанотехнологии. 21 ноября 2008 г. Архивировано из оригинала 26 июля 2011 г. Проверено 6 июля 2010 г.
- ^ «Альтаир Нанотехнологии Мощный Партнер – Военные» (Пресс-релиз). Альтаир Нанотехнологии. Архивировано из оригинала 16 июля 2011 г. Проверено 6 июля 2010 г.
- ^ «Южная Корея Grinergy рассчитывает на то, что США будут развивать технологию производства аккумуляторов» .
- ^ «Grinergy выигрывает награду CES Innovation Award в категории «Устойчивое развитие, экодизайн и интеллектуальная энергетика» .
- ^ «Leclanché SA: Leclanché объявляет о выпуске Ti-Box » eqs-news.com (пресс-релиз) . Получено 2 августа 2024 г.
- ^ Китай, ChargedEVS (17 июня 2012 г.). «Microvast: самая быстрая в мире зарядная станция для электромобилей вводится в эксплуатацию – в Китае» . www.chargedevs.com . Проверено 17 июня 2012 г.
- ^ Мюнстер Германия, автобус VDL. «VDL: 5 VDL Citeas Electric для Stadtwerke Münster поставит 5 автобусов со сверхбыстрой зарядкой в Германию» . vdlbuscoach.com . Архивировано из оригинала 18 июля 2018 г. Проверено 1 мая 2015 г.
- ^ Сингапур, PSA Сингапур. «PSA Singapore покупает 22 AGV» . www.container-mag.com . Проверено 21 июня 2016 г.
- ^ Практический обзор Samsung Galaxy Note10 и Note10+ - тесты GSMArena.com
- ^ «Seiko Kinetic: благо или проклятие? - Журнал времени Quartzimodo» . Журнал времени Кварцимодо . Проверено 26 июня 2018 г.
- ^ Ширрес, Дэвид (1 сентября 2020 г.). «Реинжиниринг железнодорожных грузоперевозок» . Инженер путей сообщения . Коулвилл: Rail Media Group.
- ^ Ричард Клинник (14 января 2021 г.). «Rail Operations (UK) Ltd» заказывает трехрежимные поезда класса 93» . Железнодорожный журнал . Проверено 12 февраля 2021 г.
- ^ Кодзи Кариацумари (12 декабря 2007 г.). «Новая аккумуляторная батарея Toshiba раздавилась… Никакого взрыва, пожара… Почему?» . Никкей Электроникс . Проверено 7 июля 2010 г.
- ^ «TOSHIBA – Аккумуляторная батарея SCiB» . Проверено 7 июля 2010 г.
- ^ Аарон Этенгоф (2 октября 2008 г.). «Toshiba представляет новый прототип батареи» . Администрация ПК . Проверено 7 июля 2010 г.
- ^ «Электрические велосипеды Швинн» . Schwinn Tailwind электрический. Архивировано из оригинала 29 сентября 2008 г. Проверено 7 июля 2010 г.
- ^ Самнер Лемо (30 сентября 2008 г.). «Toshiba демонстрирует прототип аккумулятора для ноутбука с быстрой зарядкой» . Инфомир . Проверено 7 июля 2010 г.
- ^ Ник Кингсли (30 октября 2019 г.). « Аккумуляторные блоки с режимом землетрясения будут установлены на автопарке Синкансэн N700S» . Железнодорожный вестник Интернэшнл . Проверено 4 декабря 2019 г.
- ^ Аккумуляторы вместо дизельного топлива - первые пассажирские поезда в Ортенау, https://www.urban-transport-magazine.com/en/batterie-statt-diesel-die-ersten-zuege-machen-in-der-ortenau- den-passenger-operation-on/ , доступно с 3 июля 2024 г.; См. также Новые аккумуляторные поезда со специальными аккумуляторами - Йохен Штайнбауэр (Siemens Mobility) и Тобиас Беккерс (HLB) на YouTube , подкаст о батареях (Технологический институт Карлсруэ), загружено 14 апреля 2024 г.
- ^ «Преимущества литий-титанатной батареи» . База знаний . 19 сентября 2014 г. Проверено 26 июня 2018 г.
- ^ «Yinlong Energy | Чистая энергетика и транспортные решения» . www.yinlong.energy . Проверено 19 ноября 2022 г.
