Ličio jonų tipai

Feb 21, 2019

Palik žinutę

Šaltinis: https://batteryuniversity.com

Ličio jonas yra pavadintas jo veikliosioms medžiagoms; žodžiai yra parašyti visiškai arba sutrumpinti jų cheminiais simboliais. Gali būti sunku prisiminti daugybę raidžių ir skaičių, kurie gali būti suspausti, ir dar sunkiau ištarti, o akumuliatorių chemijos taip pat nurodomos sutrumpintomis raidėmis.

Pavyzdžiui, ličio kobalto oksidas, vienas iš labiausiai paplitusių Li-jonų, turi cheminius simbolius LiCoO 2 ir santrumpą LCO. Siekiant paprastumo, šiai baterijai taip pat galima naudoti trumpą Li-kobalto formą. Kobalto yra pagrindinė aktyvi medžiaga, suteikianti šiam akumuliatoriaus simboliui. Kiti ličio jonų chemijos pavadinimai yra panašūs. Šiame skyriuje pateikiami šeši dažniausiai pasitaikantys Li-jonai. Visi rodmenys yra vidutiniai įvertinimai rašymo metu.

Ličio kobalto oksidas (LiCoO 2 )

Aukšta specifinė energija daro Li-kobaltą populiariu mobiliųjų telefonų, nešiojamųjų kompiuterių ir skaitmeninių fotoaparatų pasirinkimu. Bateriją sudaro kobalto oksido katodas ir grafito anglies anodas. Katodas turi sluoksninę struktūrą ir išleidimo metu ličio jonai perkeliami iš anodo į katodą. Srautas apsisuka. Li-kobalto trūkumas yra santykinai trumpas tarnavimo laikas, mažas šiluminis stabilumas ir ribotos apkrovos galimybės (specifinė galia). 1 paveiksle pavaizduota struktūra.


image

1 pav. Li-kobalto struktūra.
Katodas turi sluoksninę struktūrą. Išmetimo metu ličio jonai pereina nuo anodo į katodą; kraunant srautas yra iš katodo į anodą.


Li-kobalto trūkumas yra santykinai trumpas tarnavimo laikas, mažas šiluminis stabilumas ir ribotos apkrovos galimybės (specifinė galia). Kaip ir kiti kobalto mišiniai su Li-jonu, Li-kobaltas turi grafito anodą, kuris riboja ciklų gyvenimą besikeičiančia kieta elektrolitų sąsaja (SEI) , anodą ir ličio padengimą, o greitai įkraunant ir kraunant žemoje temperatūroje. Naujesnės sistemos apima nikelį, manganą ir (arba) aliuminį, kad pagerintų ilgaamžiškumą, pakrovimo galimybes ir išlaidas.

Li-kobalto negalima krauti ir iškrauti esant didesnei nei jos C reitingui. Tai reiškia, kad 18650 ląstelių su 2400 mAh gali būti kraunama ir iškraunama tik 2400 mA. Greitas įkrovimas arba apkrova, viršijanti 2400 mA, sukelia perkaitimą ir pernelyg didelį stresą. Optimaliam greitam įkrovimui gamintojas rekomenduoja 0,8 C arba maždaug 2000 mA C greitį. ( E e BU-402: kas yra C norma ). Privaloma akumuliatoriaus apsaugos grandinė apriboja įkrovimo ir iškrovimo spartą iki saugaus energijos lygio 1C.

Šešiakampio voro grafikas (2 pav.) Apibendrina Li-kobalto veikimą pagal specifinę energiją ar pajėgumą, susijusį su runtime; specifinė galia arba gebėjimas užtikrinti didelę srovę; saugumas; veikimas karštoje ir šaltoje temperatūroje; gyvenimo trukmė, atspindinti ciklą ir ilgaamžiškumą; ir kaina . Kitos interesų savybės, nerodomos vorų tinkluose, yra toksiškumas, greito įkrovimo galimybės, savaiminis išsiskyrimas ir galiojimo laikas. (Žr. BU-104c: „Aštuniakampis akumuliatorius - kas sudaro bateriją“ .

Li-kobaltas praranda naudą Li-manganui, bet ypač NMC ir NCA dėl didelių kobalto sąnaudų ir geresnių eksploatacinių savybių maišant su kitomis aktyviomis katodinėmis medžiagomis. (Žr. Toliau pateiktą NMC ir NCA aprašymą.)

image

2 pav. Vidutinio Li-kobalto akumuliatoriaus fotografija.
Li-kobaltas pasižymi didele specifine energija, tačiau pasižymi tik vidutiniu našumu, specifine galia, saugumu ir tarnavimo laikotarpiu.


Santraukos lentelė

Ličio kobalto oksidas: LiCoO 2 katodas (~ 60% Co), grafito anodas
Trumpas forma: LCO arba Li-kobalto. Nuo 1991 m

Įtampos

3,60 V nominalus; tipinis veikimo diapazonas 3,0–4,2 V / ląstelių

Specifinė energija (talpa)

150–200Wh / kg. Specialybės elementai sudaro iki 240 Wh / kg.

Mokestis (C norma)

0,7-1C, įkrovos iki 4,20 V (dauguma ląstelių); Tipiškas 3 val. Mokestis. Įkrovimo srovė virš 1C sutrumpina akumuliatoriaus tarnavimo laiką.

Išmetimas (C norma)

1C; 2.50V išjungtas. Išleidimo srovė virš 1C sutrumpina akumuliatoriaus tarnavimo laiką.

Ciklas gyvenimas

500–1000, susiję su iškrovos gylimi, apkrova, temperatūra

Terminis bėgimas

150 ° C (302 ° F). Pilnas įkrovimas skatina terminį bėgimą

Programos

Mobilieji telefonai, planšetiniai kompiuteriai, nešiojamieji kompiuteriai, kameros

Komentarai

Labai didelė specifinė energija, ribota specifinė galia. Kobaltas yra brangus. Tarnauja kaip energijos elementas. Rinkos dalis stabilizavosi.

3 lentelė. Ličio kobalto oksido charakteristikos.

Ličio mangano oksidas (LiMn 2 O 4 )

Li-jonas su mangano spineliu pirmą kartą buvo išleistas Medžiagų tyrimų biuletenyje 1983 metais. 1996 m. „Moli Energy“ komerciniais tikslais išleido ličio jonų ląstelę su ličio mangano oksidu kaip katodo medžiagą. Architektūra sudaro trimatę spinelio struktūrą, kuri pagerina jonų srautą ant elektrodo, todėl sumažėja vidinė varža ir pagerėja srovės valdymas. Kitas spinelio privalumas yra aukštas šiluminis stabilumas ir padidintas saugumas, tačiau ciklo ir kalendoriaus trukmė yra ribota.

Mažas vidinis ląstelių pasipriešinimas leidžia greitai įkrauti ir iškrauti didelę srovę. 18650 pakuotėje Li-manganas gali būti išleidžiamas esant 20–30A srovėms su vidutiniu šilumos kaupimu. Taip pat galima taikyti iki sekundės apkrovos impulsus iki 50A. Nuolatinė didelė apkrova esant tokiai srovei sukeltų šilumos kaupimąsi ir ląstelių temperatūra negali viršyti 80 ° C (176 ° F). Li-manganas naudojamas elektriniams įrankiams, medicinos prietaisams, hibridinėms ir elektrinėms transporto priemonėms.

4 paveiksle parodyta trimatės kristalinės sistemos su Li-mangano baterijos katodu formavimas. Ši spinelio struktūra, kurią paprastai sudaro deimantų formos, sujungtos su grotelėmis, atsiranda po pradinio formavimo.

image

4 pav. Li-mangano struktūra.
Katodo kristalinis ličio mangano oksido susidarymas turi trimatę karkaso struktūrą, kuri atsiranda po pradinio susidarymo. Spinelis pasižymi mažu atsparumu, tačiau turi mažesnę specifinę energiją nei kobalto.


Li-mangano talpa yra maždaug trečdaliu mažesnė nei Li-kobalto. Dizaino lankstumas leidžia inžinieriams maksimaliai išnaudoti akumuliatorių optimaliam ilgaamžiškumui (eksploatavimo trukmei), maksimaliai apkrovos srovei (specifinei galiai) arba dideliam pajėgumui (specifinei energijai). Pavyzdžiui, ilgaamžiškumas 18650 ląstelių talpa yra vidutiniškai tik 1 100 mAh; didelės talpos versija yra 1500 mAh.

5 paveiksle parodyta tipiško Li-mangano baterijos voratinklis. Šios charakteristikos atrodo nedidelės, tačiau naujesnės konstrukcijos pagerino specifinę galią, saugumą ir tarnavimo laiką. Švarios Li-mangano baterijos šiandien nebėra įprastos; jie gali būti naudojami tik specialioms reikmėms.

image

5 pav. Gryno Li-mangano akumuliatoriaus momentinė nuotrauka.
Nors bendras „Li-mangano“ dizainas pasižymi vidutiniu našumu, tai pagerina specifinę galią, saugumą ir tarnavimo laiką.


Dauguma Li-mangano baterijų maišosi su ličio nikelio mangano kobalto oksidu (NMC), kad pagerintų specifinę energiją ir pailgintų jo tarnavimo laiką. Šis derinys išryškina geriausias kiekvienoje sistemoje, o LMO (NMC) yra pasirinkta daugumai elektrinių transporto priemonių, pvz., „Nissan Leaf“, „Chevy Volt“ ir „BMW i3“. Akumuliatoriaus LMO dalis, kuri gali būti apie 30 proc., Užtikrina didelį srovės pagreitį; NMC dalis suteikia ilgą važiavimo diapazoną.

Li-jonų tyrinėjimai labai aktyviai jungia Li-manganą su kobalto, nikelio, mangano ir (arba) aliuminio, kaip aktyvios katodo medžiagos. Kai kuriose architektūrose prie anodo pridedamas nedidelis silicio kiekis. Tai padidina 25 proc. tačiau padidėjimas paprastai yra susijęs su trumpesniu ciklo gyvenimu, nes silicis auga ir susitraukia su įkrovimu ir iškrovimu, sukelia mechaninį stresą.

Šie trys aktyvūs metalai, taip pat silicio patobulinimas gali būti patogiai pasirenkami, siekiant padidinti specifinę energiją (pajėgumą), specifinę galią (apkrovos galimybes) arba ilgaamžiškumą. Nors vartotojų baterijos pasižymi dideliu pajėgumu, pramoninėms reikmėms reikalingos baterijų sistemos, turinčios geras pakrovimo galimybes, užtikrinantys ilgaamžiškumą ir užtikrinant saugų ir patikimą aptarnavimą.

Santraukos lentelė

Ličio mangano oksidas: LiMn 2 O 4 katodas. grafito anodas
Trumpa forma: LMO arba Li-manganas (spinelio struktūra) Nuo 1996 m

Įtampos

3,70 V (3,80V) vardinis; tipinis veikimo diapazonas 3,0–4,2 V / ląstelių

Specifinė energija (talpa)

100–150Wh / kg

Mokestis (C norma)

0,7–1C tipinis, 3C maksimalus, įkrovimas iki 4,20 V (dauguma ląstelių)

Išmetimas (C norma)

1C; 10C galimas kai kuriose ląstelėse, 30C impulsas (5s), 2,50 V ribinė vertė

Ciklas gyvenimas

300–700 (susiję su iškrovos gylimi, temperatūra)

Terminis bėgimas

250 ° C (482 ° F). Didelis įkrovimas skatina šilumos išsekimą

Programos

Elektriniai įrankiai, medicinos prietaisai, elektriniai varikliai

Komentarai

Didelė galia, bet mažesnė talpa; saugesnis už Li-kobalto; dažniausiai sumaišyti su NMC, kad pagerėtų našumas.

6 lentelė. Ličio mangano oksido charakteristikos.

 

Ličio nikelio mangano kobalto oksidas (LiNiMnCoO 2 arba NMC)

Viena iš sėkmingiausių ličio jonų sistemų yra nikelio-mangano kobalto (NMC) katodo derinys. Panašiai kaip ir Li-manganas, šias sistemas galima pritaikyti prie energijos elementų ar energijos elementų . Pavyzdžiui, NMC 18650 ląstelėje, skirta vidutinei apkrovai, turi maždaug 2800 mAh talpos ir gali tiekti 4A į 5A; NMC toje pačioje kameroje, optimizuotoje specifinei galiai, yra tik apie 2000 mAh talpos, bet užtikrina nuolatinę 20A iškrovos srovę. Silicio pagrindu pagamintas anodas bus iki 4000 mAh ir didesnis, tačiau mažesnis apkrovos gebėjimas ir trumpesnis ciklo tarnavimo laikas. Prie grafito pridedamas silicio trūkumas yra tas, kad anodas auga ir susitraukia su įkrovimu ir iškrovimu, todėl ląstelė yra nestabili.

NMC paslaptis yra nikelio ir mangano derinimas. Analogiškai tai yra valgomoji druska, kurioje pagrindinės sudedamosios dalys, natrio ir chlorido, yra toksiškos, tačiau jų maišymas tarnauja kaip druska ir maisto konservantas. Nikelis žinomas dėl savo didelės specifinės energijos, bet prastas stabilumas; manganas yra naudingas, nes jis sukuria spinelio struktūrą, kad pasiektų mažą vidinę varžą, bet pasižymi maža specifine energija. Metalų derinimas stiprina vienas kitą.

NMC - tai elektrinių įrankių, el. Dviračių ir kitų elektrinių variklių baterija. Katodo derinys paprastai yra trečdalis nikelio, trečdalio mangano ir trečdalio kobalto, taip pat žinomas kaip 1-1-1. Tai suteikia unikalų mišinį, kuris taip pat sumažina žaliavų kainą dėl sumažėjusio kobalto kiekio. Kitas sėkmingas derinys yra NCM su 5 dalių nikelio, 3 dalių kobalto ir 2 dalių mangano (5-3-2). Galimi kiti deriniai, naudojant įvairius katodinių medžiagų kiekius.

Dėl didelių kobalto kaštų akumuliatorių gamintojai pereina nuo kobalto sistemų prie nikelio katodų. Nikelio pagrindu veikiančios sistemos turi didesnį energijos tankį, mažesnes sąnaudas ir ilgesnį ciklo tarnavimo laiką nei kobalto pagrindu pagamintos ląstelės, tačiau jų įtampa šiek tiek mažesnė.

Nauji elektrolitai ir priedai leidžia įkrauti iki 4,4V / ląstelių ir didesnę talpą. 7 paveiksle pavaizduotos NMC charakteristikos.

image

7 paveikslas: NMC momentinė nuotrauka.
NMC turi gerą bendrą našumą ir pasižymi specifine energija. Šis akumuliatorius yra pageidaujamas kandidatas elektrinei transporto priemonei ir turi mažiausią pašildymo greitį.


Pereinama prie NMC sumaišyto Li-ion, nes sistema gali būti pastatyta ekonomiškai ir pasiekiama gerų rezultatų. Trys aktyvios nikelio, mangano ir kobalto medžiagos gali būti lengvai sumaišomos, kad atitiktų įvairius automobilių ir energijos kaupimo sistemų (EES) taikymo būdus, kuriems reikia dažnai važiuoti dviračiu. NMC šeima auga įvairovėje.

Santraukos lentelė

Ličio nikelio mangano kobalto oksidas: LiNiMnCoO 2 . katodas, grafito anodas
Trumpas forma: NMC (NCM, CMN, CNM, MNC, MCN panašūs su skirtingais metalų deriniais) Nuo 2008 m.

Įtampos

3,60 V, 3,70 V nominalus; tipinis veikimo diapazonas 3,0–4,2V / ląstelė arba didesnis

Specifinė energija (talpa)

150–220Wh / kg

Mokestis (C norma)

0,7-1C, įkrovos iki 4,20 V, kai kurios - 4,30 V; Tipiškas 3 val. Mokestis. Įkrovimo srovė virš 1C sutrumpina akumuliatoriaus tarnavimo laiką.

Išmetimas (C norma)

1C; 2C galima kai kuriose ląstelėse; 2,50 V ribinė vertė

Ciklas gyvenimas

1000–2000 (susiję su iškrovos gylimi, temperatūra)

Terminis bėgimas

Tipiškas 210 ° C (410 ° F). Didelis įkrovimas skatina šilumos išsekimą

Kaina

~ 420 USD už kWh (Šaltinis: RWTH, Achenas)

Programos

E-dviračiai, medicinos prietaisai, EVS, pramoniniai

Komentarai

Teikia didelį pajėgumą ir didelę galią. Tarnauja kaip hibridinė ląstelė. Mėgstamiausia chemija daugeliui naudojimo būdų; rinkos dalis didėja.

8 lentelė. Ličio nikelio mangano kobalto oksido (NMC) charakteristikos.

 

Ličio geležies fosfatas (LiFePO 4 )

1996 m. Teksaso universitetas (ir kiti dalyviai) atrado fosfatą kaip katodinę medžiagą įkraunamoms ličio baterijoms. Li-fosfatas pasižymi geru elektrocheminiu poveikiu ir mažu atsparumu. Tai įmanoma naudojant nano masto fosfato katodo medžiagą. Svarbiausi privalumai yra didelis srovės įvertinimas ir ilgo ciklo tarnavimo laikas, be geros šiluminio stabilumo, didesnio saugumo ir tolerancijos, jei jie naudojami.

Li-fosfatas yra labiau toleruojamas visoms įkrovimo sąlygoms ir yra mažiau įtemptas nei kitos ličio jonų sistemos, jei ilgą laiką laikomos aukštoje įtampoje. (Žr. BU-808: Kaip pratęsti ličio baterijas ). Kaip kompromisas, jo mažesnė vardinė įtampa 3,2 V / ląstelėje sumažina specifinę energiją, mažesnę už kobalto mišinį. Daugeliui baterijų, šaltoje temperatūroje sumažėja našumas ir padidinta laikymo temperatūra sutrumpina tarnavimo laiką, o Li-fosfatas nėra išimtis. Li-fosfatas turi didesnį savitarpio išsiskyrimą nei kitos Li-ion baterijos, kurios gali sukelti balansavimo problemas su senėjimu. Tai galima sumažinti perkant aukštos kokybės ląsteles ir (arba) naudojant sudėtingą valdymo elektroniką, kurios padidina pakuotės kainą. Gamybos švarumas yra svarbus ilgaamžiškumui. Nėra jokios drėgmės tolerancijos, kad baterija nepristatytų tik 50 ciklų. 9 paveiksle apibendrinami Li-fosfato požymiai.

Li-fosfatas dažnai naudojamas švino rūgšties starterio baterijai pakeisti. Keturios serijos ląstelės gamina 12,80V, panašią įtampą iki šešių 2V švino rūgšties ląstelių. Transporto priemonės užpildo švino rūgštį iki 14.40V (2.40V / ląstelė) ir palaiko pripildymą. Įkrovimo mokestis taikomas siekiant išlaikyti pilną įkrovos lygį ir užkirsti kelią sulfatavimui ant rūgšties akumuliatorių.

Su keturiomis Li-fosfato ląstelėmis, kiekviena ląstelių viršūnė yra 3,60 V, o tai yra tinkama pilno įkrovimo įtampa. Šiuo metu įkrovimas turėtų būti atjungtas, tačiau papildomas įkrovimas tęsiasi vairuojant. Li-fosfatas toleruoja tam tikrą perviršį; tačiau ilgą laiką išlaikant 14,40 V įtampą, nes daugelis transporto priemonių važiuoja ilgą kelią, gali įtempti Li-fosfatą. Laikas parodys, kaip patvarus Li-fosfatas bus kaip švino rūgšties pakaitalas su įprastine transporto priemonių įkrovimo sistema. Šaltoje temperatūroje taip pat sumažėja Li-ion veikimas, o tai gali turėti įtakos sukimo gebėjimui ekstremaliais atvejais.

image

9 paveikslas. Tipinės Li-fosfato baterijos momentinė nuotrauka.
Li-fosfatas turi puikų saugumą ir ilgą tarnavimo laiką, tačiau vidutinio sunkumo specifinė energija ir padidėjęs savireguliavimas.


Santraukos lentelė

Ličio geležies fosfatas: LiFePO 4 katodas, grafito anodas
Trumpa forma: LFP arba Li-fosfatas Nuo 1996 m

Įtampos

3,20, 3,30 V nominalus; tipinis veikimo diapazonas 2,5–3,65V / ląstelė

Specifinė energija (talpa)

90–120Wh / kg

Mokestis (C norma)

1C tipiškas, įkrovimas iki 3,65 V; Tipiškas 3 valandų įkrovimo laikas

Išmetimas (C norma)

1C, 25C kai kuriose ląstelėse; 40A impulsas (2s); 2,50 V ribinė vertė (mažesnė nei 2V)

Ciklas gyvenimas

1000–2000 (susiję su iškrovos gylimi, temperatūra)

Terminis bėgimas

270 ° C (518 ° F) Labai saugus akumuliatorius, net jei jis visiškai įkrautas

Kaina

~ 580 USD už kWh (Šaltinis: RWTH, Achenas)

Programos

Nešiojami ir stacionarūs, kuriems reikalingos didelės apkrovos srovės ir patvarumas

Komentarai

Labai plokščios įtampos išlydžio kreivė, tačiau maža talpa. Vienas iš saugiausių
Li-jonai. Naudojama specialioms rinkoms. Padidėjęs savireguliavimas.

10 lentelė. Ličio geležies fosfato charakteristikos.

Ličio nikelio kobalto aliuminio oksidas (LiNiCoAlO 2 )

Ličio nikelio kobalto aliuminio oksido baterija arba NCA nuo 1999 m. Ji turi panašumų su NMC, siūlydama didelę specifinę energiją, pakankamai gerą specifinę galią ir ilgą tarnavimo laiką. Mažiau glostantis yra saugumas ir išlaidos. 11 paveiksle apibendrinamos šešios pagrindinės charakteristikos. NKI yra tolesnis ličio nikelio oksido vystymas; pridedant aliuminio, chemija tampa stabilesnė.


image

11 paveikslas: NKI momentinė nuotrauka.
Didelis energijos ir galios tankis, taip pat geras tarnavimo laikas, leidžia NCA tapti EV pavaros varikliais. Didelės kainos ir ribinis saugumas yra neigiami.


Santraukos lentelė

Ličio nikelio kobalto aliuminio oksidas: LiNiCoAlO2 katodas (~ 9% Co), grafito anodas
Trumpa forma: NCA arba Li-aluminium. Nuo 1999 m

Įtampos

3,60 V nominalus; tipinis veikimo diapazonas 3,0–4,2 V / ląstelių

Specifinė energija (talpa)

200-260 Wh / kg; Numatomas 300Wh / kg

Mokestis (C norma)

0,7C, įkrovos iki 4,20 V (daugelis ląstelių), 3 valandų įkrovos tipiškas, greitas įkrovimas kai kuriose ląstelėse

Išmetimas (C norma)

1C tipiškas; 3,00 V ribinė vertė; didelis išsikrovimo lygis sutrumpina baterijos veikimo laiką

Ciklas gyvenimas

500 (susijęs su iškrovos gylimi, temperatūra)

Terminis bėgimas

150 ° C (302 ° F) tipiškas, aukštas įkrovimas skatina terminį bėgimą

Kaina

~ 350 USD už kWh (Šaltinis: RWTH, Achenas)

Programos

Medicinos prietaisai, pramoniniai, elektriniai varikliai (Tesla)

Komentarai

Akcijų panašumai su Li-kobaltu. Tarnauja kaip energijos elementas.

12 lentelė. Ličio nikelio kobalto aliuminio oksido charakteristikos.

Ličio titanatas (Li 4 Ti 5 O 12 )

Akumuliatoriai su ličio titanato anodais žinomi nuo 1980 m. Li-titanatas pakeičia tipiško ličio jonų akumuliatoriaus anodą ir medžiagą sudaro spinelio struktūra. Katodas gali būti ličio mangano oksidas arba NMC. Li-titanato vardinė ląstelinė įtampa yra 2,40 V, gali būti greitai įkrauta ir užtikrina didelę 10C iškrovos srovę arba 10 kartų didesnę vardinę talpą. Manoma, kad ciklo skaičius yra didesnis nei įprastinio ličio jonų. Li-titanatas yra saugus, pasižymi puikiomis žemos temperatūros išlydžio charakteristikomis ir pasiekia 80 procentų pajėgumą esant –30 ° C (–22 ° F) temperatūrai.

LTO (dažniausiai Li4Ti 5O 12 ) turi pranašumą prieš įprastą kobalto mišinį su Li-jonu su grafito anodu, nes pasiekia nulinės padermės savybę, nėra SEI plėvelės susidarymo ir nesudaro ličio, kai greitai įkraunama ir kraunama žemoje temperatūroje. Šiluminis stabilumas aukštoje temperatūroje taip pat yra geresnis nei kitų ličio jonų sistemų; tačiau baterija yra brangi. Tik 65Wh / kg, specifinė energija yra maža, konkuruojanti su NiCd. Li-titanato įkrova į 2.80V / ląstelę, o išleidimo pabaiga yra 1,80V / ląstelė. 13 iliustruoja Li-titanato akumuliatoriaus charakteristikas. Tipiniai naudojimo būdai yra elektros varikliai, UPS ir saulės energija naudojanti gatvių apšvietimas.
 

image

13 pav. Li-titanato momentinė nuotrauka.
Li-titanatas pasižymi saugumu, žemos temperatūros veikimu ir tarnavimo laikotarpiu. Dedamos pastangos pagerinti specifinę energiją ir mažesnes išlaidas.


Santraukos lentelė

Ličio titanatas: gali būti ličio mangano oksidas arba NMC; Li 4 Ti 5O 12 (titanato) anodas
Trumpas forma: LTO arba Li-titanate Prekyboje galima įsigyti nuo 2008 m.

Įtampos

2,40 V nominalus; tipinis veikimo diapazonas 1,8–2,85V / ląstelė

Specifinė energija (talpa)

50–80 Wh / kg

Mokestis (C norma)

1C tipiškas; Maksimalus 5C, įkraunama iki 2,85 V

Išmetimas (C norma)

10C galimas, 30C 5s impulsas; 1.80V LCO / LTO ribinė vertė

Ciklas gyvenimas

3 000–7 000

Terminis bėgimas

Vienas iš saugiausių Li-ion baterijų

Kaina

~ 1,005 USD už kWh (Šaltinis: RWTH, Achenas)

Programos

UPS, elektros pavara (Mitsubishi i-MiEV, Honda Fit EV),
saulės energiją naudojanti gatvių apšvietimas

Komentarai

Ilgas tarnavimo laikas, greitas įkrovimas, platus temperatūros diapazonas, bet maža specifinė energija ir brangus. Tarp saugiausių Li-ion baterijų.

14 lentelė. Ličio titanato savybės.


15 paveiksle lyginama su švino, nikelio ir ličio pagrindu veikiančių sistemų specifinė energija. Li-aliuminis (NCA) yra aiškus laimėtojas, saugantis daugiau pajėgumų nei kitos sistemos, tačiau tai taikoma tik konkrečiai energijai. Kalbant apie specifinę galią ir šiluminį stabilumą, Li-manganas (LMO) ir Li-fosfatas (LFP) yra pranašesni. Li-titanatas (LTO) gali turėti mažą pajėgumą, tačiau ši chemija išgyvena daugumą kitų baterijų pagal gyvenimo trukmę ir taip pat pasižymi geriausia šalčio temperatūros charakteristika. Perėjimas prie elektros pavaros, saugumas ir ciklinis gyvenimas taps dominuojančiu pajėgumu. (LCO reiškia Li-kobaltą, originalų Li-ioną.)

image

15 pav. Tipinės švino, nikelio ir ličio baterijų specifinės energijos.
NCA turi didžiausią specifinę energiją; tačiau manganas ir fosfatas yra geresni dėl specifinės galios ir terminio stabilumo. Li-titanatas turi geriausią gyvenimo trukmę.
„Cadex“ sutikimas




Siųsti užklausą
Siųsti užklausą