Литий-титанатные аккумуляторы

Использование

Высокие энергетические характеристики титанатных аккумуляторов дают им преимущество при использовании в качестве тяговых на электрическом транспорте. Возможность быстрой зарядки позволяет упростить и сделать более эффективной систему рекуперативного использования энергии. Рекуперация на электрическом транспорте означает преобразование энергии, затрачиваемой на снижение скорости, обратно в электрическую, возвращаемую в аккумулятор. На практике это действует так:

при торможении или снижении скорости тяговый электродвигатель, в силу обратимости, начинает работать как генератор;
схема контроля и управления преобразует сгенерированную электроэнергию в пригодную для заряда;
происходит зарядка аккумулятора.

Данная система способствует увеличению продолжительности поездки между интервалами подзарядки и увеличивает эффективность торможения.

Возможность отбора от батареи высоких значений разрядного тока положительно сказывается на динамических характеристиках электрических транспортных средств.

С тем же успехом титанатные источники питания могут использоваться в гибридных автомобилях, в которых силовая установка включает в себя обычный двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель постоянного тока с питанием от аккумуляторов.

Способ монтажа литий-титанатных аккумуляторов

Элементы питания собираются в модульные батареи по различным схемам, от которых зависит ёмкость и напряжение. Для увеличения выходного напряжения соединение должно быть последовательным, а для набора ёмкости — параллельным. Количество использованных ячеек и способ их соединения зависит от нужных характеристик АКБ. Для стабильной, безопасной и длительной эксплуатации используется специальная автоматическая электроника: платы BMS с функциями защиты от перенапряжения или КЗ и встроенным или в виде отдельной платы «балансиров», для одинаково равного напряжения в каждом элементе отдельно. Заряжать LTO аккумуляторы нужно специальными зарядками на подобии Li-ion или универсальными интеллектуальным зарядками, способными регулировать процесс подзарядки.

Заключение

Потенциальный рынок литий-титанатных аккумуляторов уже довольно велик и увеличивается с каждым днём. Продукция выпускается серийно, растёт и ассортимент, что делает её более доступной и снижает цену, по этому скоро судьба Li-ion батарей может стать такой же как у никель-кадмиевых собратьев, которые они заменили.

Литиевые аккумуляторы: что это?

А начнём с конструкции литий-ионных АКБ. Состоит такая батарея из катода и анода, имеющих выводы на контакты и разделённых пористым сепаратором. Все эти элементы находятся в герметичном корпусе.

Кстати, корпус, как правило, имеет предохранительный клапан, который нужен, чтобы предотвратить резкое повышение давления внутри аккумулятора. Но самое главное не в этом, а в материалах катода и анода, именно они и химические реакции между ними определяют суть устройства.

Литиевыми такие батареи именуются из-за иона лития, который и является переносчиком электрического заряда. Этот ион способен взаимодействовать с кристаллическими решётками различных материалов, образовывая новые соединения.

Углубляясь в химию, можно увидеть, что и у этого вида аккумуляторов бывают разновидности. Как правило, отличается катодная часть, и у неё могут быть следующие варианты:

LiCoO2 (кобальт лития);
LiMn2O4 (литий-марганцевая шпинель);
LiFePO4 (литий-феррофосфат).

Сами по себе эти формулы для людей, не являющихся химиками, мало что говорят, но нужно отметить, что свойства батарей, изготовленных из разных материалов, немного отличаются. Наиболее интересными являются АКБ с литий-феррофосфатной катодной частью.

Из всей троицы они самые долговечные и меньше теряют ёмкость со временем, их напряжение практически не меняется в процессе разряда, а учитывая тот факт, что одна ячейка такого «аккума» выдаёт около 3,2 В, то, соединив четыре штуки, получим практически стандартное напряжение бортовой сети большинства автомобилей — 12,8 В. Помимо этого, они выдают хорошие пиковые токи.

Как устроены и как работают LTO аккумуляторы

Для начала вспомним основы — что такое анод? Анод — это электрод на котором происходит окислительная реакция — он отдаёт электроны. Именно анод определяет продолжительность эксплуатации и степень безопасности электронакопителя. Поэтому главной фишкой «титановой технологии» является плюсовой электрод, изготавливаемый по-особому.

На подложку посредством метода осаждения наносятся атомарные слои оксида титана, имеющие толщину менее 15 нанометров. После процесса обжига при температуре 400 градусов в течение часа, они приобретают уникальную, объёмную полую структуру, которая состоит из большого числа полых лент и больших полостей высотой до тридцати нанометров и шириной до 150. Трёхмерная поверхность очень большой площади рассчитана таким образом, чтобы внутрь непринуждённо проникал электролит, взаимодействующий со всей поверхностью материала и осуществляющий транспортировку положительно заряженных ионов лития.

Для изготовления катода, как правило, используют соединения кобальта LiCoO2. Контактируя с кислородом, катода ионы лития отдают заряд и делаются нейтральными, вновь осаждаясь на аноде.

Внешний вид LTO батареи не имеет каких-то особенностей и выглядит традиционно. Для упаковки всех компонентов применяется пластик, цветной металл либо композиты. Корпуса исполнены в виде цилиндра либо призмы с прямыми углами. Разработчики позаботились об упрощении и улучшении соединения титановых АКБ, поэтому многие модели имеют в своём распоряжении клеммы.

Как восстановить литиевой накопитель

Срок службы литиевой батареи достаточно длителен, но рано или поздно она теряет первоначальную емкость. Поэтому многие озадачились вопросом восстановления аккумулятора.

Рассмотрим два способа восстановления накопителя.

Первый способ кажется сомнительным, но является самым простым и, со слов умельцев, часто срабатывает. Необходимо:

поместить источник питания в морозилку на 30-40 минут
после извлечения сразу поставить заряжаться на несколько минут
затем оставить для выравнивания температуры до комнатной
и только потом продолжить заряжать.

Контроллер часто прекращает блокировать работу элемента.

Второй способ стоит попробовать если стандартная зарядка и мероприятия с морозильной камерой не помогли. Суть метода заключается в отсоединении защитной платы согласно следующему порядку действий:

тестером измерьте напряжение АКБ (при нулевых показателях можете продолжать)
аккуратно отключите плату защиты
повторно измерьте напряжение (должно увеличиться максимум до 2,5В)
подключите к зарядке (с возможностью регулирования тока) и установите параметры тока 100 мА и напряжения 4,2В продолжительностью 10-15 минут
обязательно контролируйте напряжение (не должно подниматься выше 3,2В), при нагревании элемента срочно прекратите зарядку
после достижения необходимых показателей тока и напряжения верните плату на прежнее место и заряжайте при обычном режиме.

Производители

Рассматриваемый тип аккумуляторных батарей является недавней разработкой, поэтому они выпускаются небольшим количеством производителей, которые сосредоточили у себя большинство запатентованных решений.

Признанным лидером в разработке и производству литий титанатных батарей является японский концерн Toshiba. Разработка концерна выпускается под маркой SCiB – Super Charge Ion Battery (ионная батарея сверхбыстрого заряда).

Характеристики выпускаемой продукции:

емкость – от 2.9 до 23 А/ч;
время заряда от 1 до 6 минут;
количество циклов заряд/разряд — 20000 – 40000 при падении емкости не более 70% для наиболее худшего случая;
температурный диапазон от +35 до -30°С;
возможность работы в буферном режиме (поплавковый заряд).

В результате усовершенствования технологии SCiB Toshiba разработала структуру анода на основе оксидов титана и ниобия. Аккумулятор с таким анодом заряжается до 90% емкости за пять минут. Более эффективная передача и использование ионов лития повышает удельную емкость анода почти в два раза, что позволило снизит габариты источников при сохранении технических характеристик и приблизить удельную энергию к энергии литий-полимерных аккумуляторов.

Немого меньший ассортимент продукции у следующих производителей:

YABO Power Technology – китайский производитель батарей для систем хранения данных и автомобилей. В ассортименте пока только одна модель.;
Seiko – производит аккумуляторы для наручных часов с кинетическим механизмом подзаряда;
Leclanché – швейцарский производитель, который выпускает батарею под маркой «TiBox»;
Altairnano – американская компания по производству аккумуляторных батарей «Nanosafe» для электромобилей, систем бесперебойного электроснабжения и военной техники.

Как видно, в настоящее время известно лишь несколько производителей. К тому же большинство из них выпускает ограниченное количество моделей. Это связано со сложностью технологии производства анода на основе титаната лития. Есть надежда, что высокая потребность в высокоэнергетичных источниках питания с высокими скоростями заряда вынудит других производителей заняться решением проблем выпуска. В результате конкурентности на рынке, совершенствованию технологии производства, стоимость аккумуляторов должна снизится, как это уже было с литий-ионными и литий-полимерными аккумуляторами.

https://www.youtube.com/watch?v=dcvfm9F_TGgVideo can’t be loaded because JavaScript is disabled: Литий Титанатный аккумулятор LiTi LpTO LTO для электровелосипеда (https://www.youtube.com/watch?v=dcvfm9F_TGg)

Видео к просмотру: Как и чем зарядить Li-ion и Li-po аккумуляторы 18650, от мобильного и др. Tp4056

Существуют универсальные зарядные устройства, которые подходят для подключения и к бытовой технике 220В, и к бортовой сети 12В. Все они оснащены корпусом, кабелем с вилкой, преобразователем в виде трансформатора, стабилизатором напряжения, контролем зарядки и светодиодным индикатором.

Кроме этого, в некоторых моделях есть и другие элементы — например, вольтметр или амперметр, дополнительный дисплей и так далее. Пользоваться ими удобно и совершенно несложно.

К таким моделям можно отнести зарядное устройство mh12210, есть и ряд других вариантов, которые при необходимости вы без труда найдете в любом магазине электроники.

Литий титанатный аккумулятор: плюсы и минусы

Плюсами можно считать:

невысокое внутреннее сопротивление;
очень быстрая зарядка;
бесперебойное и долгое время работы;
высокие характеристики разрядных и зарядных токов;
высокие эксплуатационные характеристики в сложных метеоусловиях;
стабильность;
безопасность.

Многие называют подобные изделия «зеленые» источники энергии, благодаря тому, что работу устройств можно считать экологически чистой. Жизненный цикл аккумулятора существенно увеличен за счет использования титанат лития при изготовлении анода. Устройство выдает более 20 000 циклов заряд-разрядов. При этом недостаток в том, что напряжение таких батарей падает в зависимости от их емкости. Пониженное рабочее напряжение 2,4 В из-за которого снижается показатель удельной энергии. Однако говоря о критических условиях работы данные аккумуляторы самые мощные среди аналогов, так как способны обеспечивать максимальный поток энергии.

Самым большим минусом LTO АКБ считается их медленное внедрение. Однако большая часть производителей начинает постепенно вводить сравнительно новую технологию производства электрических источников питания при создании подобных агрегатов.

Немного истории

Технологию начали обкатывать ещё в 2011-ом году: в Японии литий-титанат АКБ ставили на городские автобусы, обслуживающие самые длинные маршруты. К 2016-му году, экспериментальные автобусы суммарно накрутили более 700 тыс. км и у самых первых из них, число циклов перезарядки дошло до 2 тыс. при снижении ёмкости в 3%. Напряжение данных аккумуляторов достигало 560 V, а ёмкость — 100 Ah. Заряжаются они посредством выпрямителя на 400 кВт, который присутствует на специально оборудованных станциях зарядки.

Сегодня же, LTO накопители можно встретить и на электрокарах, и на электробайках. К примеру i-MiEV от Mitsubishi и Fit EV производства Honda, оборудованы именно титановыми АКБ.

Учёные искали новые пути развития технологии по причине несовершенства Li-ion и LiFePO4 аккумуляторов. Разработчики считали, что их срок эксплуатации мог бы быть и побольше, безопасность могла бы быть выше, да и способность эффективно работать в узком диапазоне температур тоже не мешало бы повысить. Были исследованы соединения титана и лития, и по итогу, как самое выгодное вещество, выделили титанат.

Как осуществляется производство LTO аккумуляторов

Многие производители (Seiko, YABO, Toshiba, Altair Nanotechnologies) постепенно начинают внедрять производство Lithium Titanium Oxide, на основе современной LTO (оксид титана) технологии. Работая по данной технологии производители сумели получить достаточно развитую нанокристаллическую структуру анода, что собственно и стало основным преимуществом изделий.

В отличие от пористого углерода, используемого при создании других видов литиевых аккумуляторов, нанокристаллическая структура позволяет большую площадь анода сделать «полезной», обеспечивая стабильность работы поверхности. Например, LTO технология позволяет получить эффективную площадь поверхности анода приблизительно в 100 м²/г, в то время как при углеродных анодах данный показатель около 3 м²/г.

Благодаря высокой площади анода, заряд переносится намного быстрее, характеристики допустимых токов выше. Все это обеспечивает продолжительность работы устройства, стабильность и безопасность эксплуатации.

Технические характеристики литий титанатных аккумуляторов

30 – 110 Вт/кг – накопление энергии;
при максимальной нагрузке устройство выдает удельную мощность от 3 000 до 5 100 Вт/кг;
не более 177 Вт*ч/л плотность заряда;
номинальное напряжение – 1,9 – 2,4 В, предельное разрядное – 1,5 В – 1,7 В;
циклическая эффективность «заряд-разряд» при низких токах колеблется в пределах 95%, при более высоких понижается до 85%;
100 000 сохраняет 90% емкости батареи, 20 000 – 80%, некоторые производители сумели поднять последний показатель до 40 000 циклов разряд-заряд.

Аккумуляторы, произведенные на основе LTO способны работать при условиях сильного мороза (от минус 40 °С) и при сильной жаре (до плюс 55 °C). Саморазряд батареи за месяц от 2% до 5%. Гарантийный срок службы некоторые производители определяют более 10, а то и 20 лет, в зависимости от модели.

Немного истории

Принцип конструкции и работы

Аккумуляторы, выполненные по технологии LTO, как часто называют литий титанатные источники тока, отличаются от литий-ионных тем, что вместо угольного (графитового анода) используется химическое соединение на основе титаната лития. Особая технология нанесения на подложку сверхтонких слоев (15нм) окиси титана с последующим отжигом при высокой температуре, позволяет получить трехмерную структуру с развитыми полостями сверхмалого размера, образующими огромную площадь поверхности. Благодаря этой особенности становится возможным протекание химических реакций между электролитом и электродами не только в поверхностном слое, а по всему объему материала.

Подобная особенность строения анода дает следующие преимущества:

повышение плотности тока и, как следствие, резкое снижение времени зарядки;
снижение внутреннего сопротивления, что позволяет повысить максимальный пиковый ток разряда;

Можно ли заряжать литиевый аккумулятор обычной зарядкой

Две разных системы аккумуляторов – литиевые и свинцовые требуют разного подхода к восстановлению емкости. Свинцовый АКБ не настолько требовательны к параметрам зарядки, как литиевые. Да и критерии заряда другие.

Для зарядки на первом этапе Li-ion, Li-pol требуется постоянный ток, на втором этапе постоянное напряжение. Если не контролировать параметры на первом этапе, возможен перезаряд. Но если в батарее есть встроенная защита – BMS – она справится. Поэтому несколько добавить энергии можно даже зарядником от телефона.

В зарядном устройстве для свинцовых АКБ главный показатель – стабильное напряжение. Для литиевых зарядников на первом этапе важен стабильный ток.

Правда, появились универсальные ЗУ, которые можно перенастроить на тот или иной режим зарядки. Перед вами российская разработка “Кулон”.

Как заряжать литиевые аккумуляторы

Что делать, если аккумулятор не заряжается

Если вышеперечисленные методы не помогли, то рекомендуем ознакомиться со следующими способами как оживить аккумулятор 18650.

С помощью специального зарядного устройства

Это действие осуществляется при помощи китайской копии зарядного устройства «IMAX B6» и мультиметра. Эта зарядка доступна в широкой продаже, и она отлично восстанавливает аккумулятор в домашних условиях.
Для начала необходимо проверить саму батарею, путем соединения к ней мультиметра и выставляя устройство в режим измерения напряжения. Если у аккумулятора глубокий разряд, мультиметр покажет низкие показателями U в милливольтах.

Суть метода заключается в том, чтобы измерение реального количества U в аккумуляторе «мешает» контроллер.
Есть два вывода, плюс и минус, которые идут непосредственно с батареи на контроллер. На выводах чаще всего напряжение составляет 2,6 В это достаточно небольшое значение.

Напряжение будет по немногу подниматься. Это значит, что восстановление li ion аккумулятора идёт успешно. Через какое-то время значение U дойдет до 3,2 вольт, и батарея начнет «раскачиваться». Позже её можно будет заряжать от «родной» зарядки.

С помощью резистора и «родного» ЗУ

Этот способ еще более проще осуществить, чем предыдущий. Здесь необходимо «минус» подзарядки подвести к «минусу» аккумулятора. А «плюс» вывести путем резистора на «плюс» батареи.
После этого следует подать питание и напряжение будет возрастать.
Его можно поднять до 3В, для достижения этого показателя, нужно процедуру провести в течении пятнадцати минут. Как только метод завершен, аккумулятор можно проверить на работоспособность.

С помощью вентилятора

Чтобы осуществить этот метод нам понадобится блок питания, в котором выходное напряжение было минимум 12В. «Минус» вентилятора следует подсоединить к «минусовом» разъему блока питания, а его «плюсовой» к плюсу и обязательно фиксировать вручную на аккумуляторе.
Когда мы включим устройство, вентилятор начнет работать. Это значит, что в батарее уже идёт ток. Процедуру не стоит долго продолжать, где-то через 30 секунд нужно выключить сеть. После такого восстановления напряжение обычно повышается до 3В.

Восстановление 18650 аккумуляторов при помощи подзарядки от другого аккумулятора

Существует способ как реанимировать литий-ионную батарею с помощью другого автомобильного аккумулятора. Для этого нам нужна любая другая батарея на 9 В, скотч, а также тонкий провод.
Метод осуществляется по следующим этапам:

Проводки требуется подвести к контактам батареи, которую мы хотим реанимировать. На каждый контакт провод должен быть отдельным.
Нельзя замыкать контакты «плюс» и «минус» лишь одним проводом. Из-за этого может произойти короткое замыкание, и оживить батарею будет нельзя.
Соединения нужно закрепить скотчем, на которой перед этим необходимо сделать метку маркером, какой провод с каким контактом будет соединён.
Провод от «плюса» девятивольтового аккумулятора следует соединить с «плюсом» восстанавливаемой батареи.
Минусовые контакты надо соединить по этому же методу.
Все контакты закрепляем изолентой, чтобы провода не отошли.
Ждём определенное время и следим за состоянием батареи, она должна минимально нагреться.
Когда аккумулятор станет тёплым, сразу же отсоединяем от АКБ батареи.
Проводим перезарядку.
Проверяем работу.

С помощью использования тренировочных циклов

Этот метод проводится для предотвращения сульфатации, а также для того чтобы определить емкости батареи. Такие циклы нужно проводить минимум один раз в год и процедура выполняется по следующим этапам:

Следует зарядить литий-ионный аккумулятор обычным током до того момента, пока он полностью не зарядится.
Выдерживаем ее четыре часа после того как прекратилось питания.
Корректируем плотность электролита.
Включаем заряд на 25-35 минут чтобы электролит был перемешенным.
Необходимо провести контрольную разрядку постоянным нормальным током десяти-часового режима и контролировать время полного разряда до того как напряжение спадет до 1,7 В на банку
Емкость батареи можно определить как уровень разрядного тока умноженный на время разряда.
После того, как контрольный разряд осуществлён необходимо сразу же полностью разрядить аккумулятор. Если получилось так, что емкость не заряжается аккумулятор 18650 скорее всего уже не починить.

Основные минусы данного метода:

Сокращается срок службы.
Долгое время восстановления литий-ионных аккумуляторов.
Огромные затраты энергии.
Маленькая эффективность способа.

Литиевый аккумулятор 12 вольт для автомобиля

Что представляет ионно-литиевые аккумуляторы для автомобилей? В корпусе упаковано определенное количество элементов одного вида, соединенных между собой для обеспечения нужной емкости и напряжения батареи.

Для этого можно взять аккумуляторы с разными активными компонентами. Все они содержат ионы лития в разных химических соединениях, меняющих характеристики изделия.

Все литий-ионные элементы представляют призматические или цилиндрические герметичные упаковки, в которых внутри имеется катод, в виде графитового слоя на подложке из металлической фольги. На другой ленте расположен активный состав. Прокладка, сепаратор, пропитана неводным раствором литиевой соли. Она проницаемая, ион лития внедряется в структуру графита или уходит из нее, создавая разность потенциалов.

Устройство и механизм работы

Именно анод определяет длительность жизненного цикла и уровень безопасности аккумулятора.

Поэтому главное ноу-хау «титановой» технологии – положительный электрод, который создается специальным образом.

На подложку методом осаждения наносятся атомарные слои оксида титана толщиной менее 15 нанометров. После обжига они приобретают объемную полую структуру, состоящую из большого количества полых лент и больших полостей высотой до 30 и шириной до 150 нанометров.

Трехмерная поверхность имеет огромную площадь и рассчитана так, чтобы внутрь легко проникал электролит, взаимодействуя со всей поверхностью материала и осуществляя транспорт положительно заряженных ионов лития.

Формула протекающей электрохимической реакции такова:

Li4Ti5O12 + 3Li+ + 3e- <–> Li7Ti5O12

Катод обычно изготавливается из соединения кобальта LiCoO2. Взаимодействуя с кислородом, катода ионы лития отдают заряд и становятся нейтральными, вновь осаждаясь на аноде.

Внешне титановый аккумулятор выглядит стандартно. Для упаковки всех элементов используется пластик, композиты или цветной металл. Корпуса имеют форму призмы с прямыми углами или цилиндра. Для улучшения контакта и упрощения соединения многие модели снабжены клеммами.

Немного истории

Технология начала проходить обкатку еще в 2011 году. Lp-TO аккумуляторы были установлены в городских автобусах Японии, на самых протяженных маршрутах.

К 2016 году экспериментальный транспорт суммарно преодолел более 700 000 километров. За это время у самых первых машин количество циклов перезарядки достигло 2 000 при падении емкости в 3 %.

Напряжение этих батарей равно 560 В, а емкость – 100 ампер-часов. Зарядка происходит посредством 400-киловаттного выпрямителя на специально оборудованных станциях.

Сейчас титанатный аккумулятор встречается уже и в электромобилях и электробайках. Хороший пример таких транспортных средств – Mitsubishi i-MiEV или Honda Fit EV.

Сверхбыстрый заряд литий-ионных батарей с литий-титанатными наночастицами

Как правило, литий-ионные батареи содержат катод из оксида лития-кобальта и анод из углерода. Однако, потребители продолжают требовать, чтобы электронные устройства были меньше, легче, быстрее заряжались и медленнее расходовали заряд, нежели их предшественники. Дабы не отставать от этих требований, в настоящее время проводятся обширные исследования в области материалов для аккумуляторов.

Анодные и катодные материалы для литий-ионных батарей являются предметом обширных исследований во всем мире. Микрокристаллический Li4Ti5O12 (LTO – литий-титанат) долгое время считался перспективным материалом анода для литий-ионных батарей из-за его высокой стабильности и хорошей цикличности, но области его применения были ограничены низкой ионной и электронной проводимостью.

В новом докладе, опубликованном в Nature Communications, описывается работа коллаборации исследователей из Франции и Польши, которые подготовили новый иерархически наноструктурированный материал типа литий-титаната с исключительными электрохимическими характеристиками и возможностью обеспечения сверхбыстрой зарядки литий-ионных батарей.

Наноструктурированный LTO, описанный исследователями, был подготовлен с использованием сольвотермического метода, который включал в себя применение тепла и давления к раствору солей лития и титана. Синтезы наноструктурированных LTO-материалов ранее описывались в литературе, но в большинстве были описаны весьма сложные его пути — дорогие или непригодные для крупномасштабного синтеза. Команда исследователей описывает свой метод синтеза как «недорогой и масштабируемый», что означает, что их материалы могут быть изготовлены в больших количествах для включения в коммерческие батареи.

Электронная микроскопия подтвердила, что LTO-материал самоорганизуется в иерархическую структуру с наночастицами 4-8 нм во время синтеза. Предполагается, что наноструктурирование LTO улучшает электрохимические характеристики за счет обеспечения контролируемой пористости, обеспечивающей эффективное проникновение электролита и минимальные расстояния диффузии ионов лития во время зарядки и разрядки. Команда проверила электрохимические характеристики своего литий-титаната, который показал отличную производительность.

Литий-титанат продемонстрировал стабильную емкость 170 мАч g-1 после 1000 циклов зарядки / разрядки при скорости тока 50C, близкой к теоретической емкости LTO при 175 мАч g-1. Кроме того, производительность 99 мАч g-1 была достигнута, когда материал был подвергнут чрезвычайно быстрому зарядовому току на 500С с последующим разрядом при 50С. Это говорит о том, что литий-титанатные аккумуляторы способны к сверхбыстрой зарядке.

Хотя рентгеноструктурный анализ показал, что материал был высококристаллическим литий-титанатом, поверхностный элементный анализ показал, что в материале было меньше ионов лития, чем ожидалось. Команда объяснила это релаксацией поверхностной структуры наночастиц, что привело к увеличению экспозиции ионов титана на поверхности и уменьшению экспозиции ионов лития. Литий-дефицитная структура на поверхности наночастиц может способствовать введению и экстракции ионов лития во время зарядки и разрядки.

Команда предполагает, что сочетание наноструктуры, микроструктуры и нестехиометрии привело к исключительным электрохимическим характеристикам их LTO-материала. Дальнейшая оптимизация даст возможность литий-титанатным батареям найти свое место в коммерческих продуктах и обеспечивать сверхбыструю зарядку для персональной электроники.

http://www.azonano.com/article.aspx?ArticleID=4501

Перевод: Иван Симонов

Отличие литиевых батареек от солевых и щелочных

Щелочные служат до 3-5 лет. Среди этих 3-х видов они являются твердыми средниками. Иначе их называют алкалиновыми. Они отлично себя зарекомендовали в пультах, игрушках, фонариках, радиоприемниках и других мало мощных приборах.
Литиевые батарейки работают дольше солевых и щелочных. Они отлично подходят для фото аппаратуры, медицинского оборудования.
Солевые являются самыми дешевыми, но и самыми слабыми. Могут храниться около 3-х лет. Отлично подходят для пультов, фонарей, игрушек, калькуляторов, таймеров, весов.

В основном выше перечисленные батарейки между собой отличаются сроком службы и емкостью.

ПОДВОДИМ ИТОГ

Литиевые аккумуляторы не ставятся на автомобиль по многим причинам:

Начнем с цены. Она действительно выше примерно в два-четыре раза, чем у рядовых (скажем кальциевых) свинцово-кислотных батарей одинаковой емкости
Плохо переносят низкие температуры. Быстро теряют емкость, для нашей страны это очень актуально
Плохо заряжаются на морозе. Точнее их вообще не рекомендуется заряжать уже при 0 градусов
Плата балансировки (балансир). Литиевая батарея (если в нашем случае на 12В) состоит из нескольких банок (3-4 в зависимости от применяемой технологии). Если напряжение на элементах будет разное, то одна банка может сильнее разрядиться или зарядиться. Таким образом, вся батарея может выйти из строя, и даже воспламениться. Чтобы заряд или разряд проходил равномерно у каждой банки, нужен специальный балансир (чего свинцовой батареи практически не нужно).
Не переносят постоянной зарядки, скажем от генератора. Нужно устанавливать специальные платы защиты (которые тоже не дешевые)
Безопасность. При повреждении Li-ion или Li-Pol аккумуляторов, либо если откажет система защиты и будет идти постоянная зарядка, может произойти очень сильное возгорание, которое потушить, не так-то просто (все потому что они могут гореть с температурами под 3000 градусов, без кислорода). В этом отношении самый безопасный LiFEPO4 он не взрывается и не так сильно горит. К слову все авиаперевозчики стараются снизить количество литиевых батарей на борту.

Уже эти пять пунктов делают использование литиевых батарей невозможными, на этом фоне перспективнее смотрятся AGM варианты. Конечно, сейчас есть бустеры, которые могут запустить практически любой автомобиль, там зачастую стоят либо Li-ion или Li-pol аккумуляторы. Но вы их храните дома (не рекомендуется хранить в авто на морозе), заряжаете от розетки невысокими токами, там стоят различные платы защиты.

Сейчас видео версия смотрим

НА этом заканчиваю, думаю моя статья была вам полезна, подписывайтесь на мой канал будет еще много интересных статей и видео. Искренне ваш АВТОБЛОГГЕР