Μπαταρίες τιτανίου λιθίου

Μια ποικιλία μπαταριών ιόντων λιθίου είναι μπαταρίες τιτανικού λιθίου, στις οποίες το τιτάνιο του λιθίου, ο χημικός τύπος του οποίου είναι Li4Ti5O12, χρησιμοποιείται ως το ηλεκτρόδιο που συνδέεται με μια θετική πηγή ισχύος (άνοδος). Η ανάπτυξη τέτοιων συσκευών άρχισε να εμπλέκεται στις απομακρυσμένες δεκαετίες του '80.

Τι είναι μια μπαταρία τιτανικού λιθίου

Σήμερα, οι μπαταρίες λιθίου τιτανίου είναι ένα αρκετά σπάνιο είδος ηλεκτρικής μπαταρίας, γι 'αυτό και λίγοι έχουν ακούσει γι' αυτούς. Ωστόσο, η μαζική διανομή κερδίζει βαθμιαία ορμή και παρόμοια προϊόντα χρησιμοποιούνται ευρέως σε πολλές βιομηχανίες.

Ο κύριος σκοπός της συσκευής αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας είναι η χρήση σε σύγχρονες οικιακές συσκευές, ηλεκτρικά οχήματα, ενεργειακά συστήματα και σύγχρονα gadgets.

Πώς είναι η παραγωγή μπαταριών LTO

Πολλοί κατασκευαστές (Seiko, YABO, Toshiba, Altair Nanotechnologies) αρχίζουν να εισάγουν σταδιακά την παραγωγή οξειδίου του τιτανίου λιθίου, βασισμένου στη σύγχρονη τεχνολογία LTO (οξείδιο του τιτανίου). Εργαζόμενοι σε αυτή την τεχνολογία, οι κατασκευαστές ήταν σε θέση να αποκτήσουν μια επαρκώς ανεπτυγμένη νανοκρυσταλλική δομή της ανόδου, η οποία στην πραγματικότητα έγινε το κύριο πλεονέκτημα των προϊόντων.

Σε αντίθεση με τον πορώδη άνθρακα που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία άλλων τύπων μπαταριών λιθίου, η νανοκρυσταλλική δομή επιτρέπει σε μια μεγάλη περιοχή ανόδου να γίνει "χρήσιμη", εξασφαλίζοντας τη σταθερότητα της επιφάνειας. Για παράδειγμα, η τεχνολογία LTO καθιστά δυνατή την απόκτηση μιας αποτελεσματικής επιφάνειας επιφάνειας ανόδου περίπου 100 m² / g, ενώ με ανόδους άνθρακα ο αριθμός αυτός είναι περίπου 3 m² / g.

Λόγω της μεγάλης περιοχής της ανόδου, το φορτίο μεταφέρεται πολύ πιο γρήγορα, τα χαρακτηριστικά των επιτρεπόμενων ρευμάτων είναι υψηλότερα. Όλα αυτά διασφαλίζουν τη διάρκεια της συσκευής, τη σταθερότητα και την ασφάλεια λειτουργίας.

Η αρχή της λειτουργίας και της συσκευής μπαταρία τιτανίου λιθίου

Το εξωτερικό κέλυφος της δομής είναι πλαστικό, σύνθετο υλικό, λιγότερο συχνά μη σιδηρούχα μέταλλα. Πολλά μοντέλα έχουν μεταλλικούς ακροδέκτες μέσω των οποίων οι εσωτερικές ράβδοι έρχονται σε επαφή με τον θετικό, αρνητικό καταναλωτή τάσης και ενέργειας. Εξωτερικά, η συσκευή μοιάζει με πρίσμα, κύλινδρο. Η θετική επαφή βρίσκεται στην κορυφή και η αρνητική επαφή βρίσκεται στο κάτω μέρος της μπαταρίας.

Όταν η μπαταρία λειτουργεί, μια συγκεκριμένη αντίδραση προχωρά σε αυτήν. Το ρεύμα συσσωρεύεται και παραδίδεται ταυτόχρονα και η συσσώρευση και η τροφοδοσία είναι πολύ υψηλότερες από ό, τι σε συσκευές που δημιουργούνται με άλλες τεχνολογίες παραγωγής. Τέτοιες συσκευές μπορούν να χρεωθούν στο όριο σε μόλις 6 έως 10 λεπτά. Κατά τη λειτουργία, η μπαταρία δεν θερμαίνεται, οπότε η υπερθέρμανση έχει εξαλειφθεί εντελώς. Η βασική αρχή της λειτουργίας διαφέρει ελάχιστα από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου.

Το αρνητικό ηλεκτρόδιο κατασκευάζεται με τη μορφή διαστρωματωμένου γραφίτη. Τυχαίες διεργασίες πραγματοποιούνται σε αυτό, τα άτομα που φορτίζονται με ηλεκτρισμό κινούνται κατά μήκος της μήτρας, διατηρώντας την τάση. Κατά την εκκένωση, τα ιόντα λιθίου αλληλεπιδρούν με το οξυγόνο, διέρχονται από την κάθοδο κατευθύνονται έξω. Φορτίζοντας τα ιόντα λιθίου χάνουν την αρχική τους τάση και εγκαθίστανται στην επιφάνεια της ανόδου μέχρι την επόμενη φόρτιση. Η διαδικασία φόρτισης επαναλαμβάνεται, αλλά με αντίστροφη σειρά. Κατά τη λειτουργία, τα αέρια μπορούν να συσσωρευτούν μέσα στο περίβλημα, οι ατμοί τους εκκενώνονται μέσω ειδικών ανοιγμάτων ή εξατμίσεων.

Τεχνικά χαρακτηριστικά των μπαταριών τιτανικού λιθίου

Οι ξένοι και οι ρωσικοί κατασκευαστές προσπαθούν να τηρήσουν ένα πρότυπο, ορίζοντας τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

• 30 - 110 W / kg - αποθήκευση ενέργειας.
• σε μέγιστο φορτίο, η συσκευή παρέχει μια ειδική ισχύ από 3.000 έως 5.100 W / kg.
• μέγιστη πυκνότητα φόρτισης 177 W * h / l.
• ονομαστική τάση - 1,9 - 2,4 V, μέγιστη απαλλαγή - 1,5 V - 1,7 V.
• η απόδοση κυκλικής απόρριψης φορτίου σε χαμηλά ρεύματα κυμαίνεται από 95%, σε υψηλότερα ρεύματα πέφτει στο 85%.
• 100.000 διατηρούν το 90% της χωρητικότητας της μπαταρίας, 20.000 - 80%, ορισμένοι κατασκευαστές κατάφεραν να αυξήσουν την τελευταία σε 40.000 κύκλους φόρτισης εκφόρτισης.

Οι μπαταρίες που κατασκευάζονται με βάση το LTO είναι σε θέση να λειτουργούν υπό συνθήκες σοβαρών παγετών (από -40 ° C) και σε υπερβολική θερμότητα (μέχρι και 55 ° C). Αυτόματη εκφόρτιση μπαταρίας ανά μήνα από 2% έως 5%. Μερικοί κατασκευαστές ορίζουν περίοδο εγγύησης μεγαλύτερης των 10 ή ακόμα και 20 ετών, ανάλογα με το μοντέλο.

Μπαταρία τιτανικού λιθίου: πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Τα πλεονεκτήματα μπορούν να ληφθούν υπόψη:

• χαμηλή εσωτερική αντίσταση.
• πολύ γρήγορη φόρτιση.
• αδιάλειπτη και μακρά διάρκεια εργασίας ·
• υψηλά χαρακτηριστικά των ρευμάτων εκφόρτισης και φόρτισης ·
• υψηλά λειτουργικά χαρακτηριστικά σε αντίξοες καιρικές συνθήκες ·
• σταθερότητα ·
• ασφάλεια

Πολλοί άνθρωποι αποκαλούν τέτοιες "πράσινες" πηγές ενέργειας λόγω του γεγονότος ότι η λειτουργία των συσκευών μπορεί να θεωρηθεί φιλική προς το περιβάλλον. Ο κύκλος ζωής της μπαταρίας αυξάνεται σημαντικά λόγω της χρήσης του τιτανικού λιθίου στην κατασκευή της ανόδου. Η συσκευή παρέχει περισσότερους από 20.000 κύκλους φόρτισης. Ταυτόχρονα, το μειονέκτημα είναι ότι η τάση τέτοιων μπαταριών πέφτει ανάλογα με την χωρητικότητά τους. Μειωμένη τάση λειτουργίας 2,4 V εξαιτίας της οποίας μειώνεται ο συγκεκριμένος ενεργειακός δείκτης. Ωστόσο, μιλώντας για κρίσιμες συνθήκες λειτουργίας, αυτές οι μπαταρίες είναι οι πιο ισχυρές μεταξύ των αναλόγων, καθώς είναι σε θέση να παρέχουν μέγιστη ροή ενέργειας.

Το μεγαλύτερο μειονέκτημα των μπαταριών LTO είναι η αργή εφαρμογή τους. Ωστόσο, οι περισσότεροι κατασκευαστές αρχίζουν να εισάγουν σταδιακά μια σχετικά νέα τεχνολογία για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος κατά τη δημιουργία αυτών των μονάδων.

Πού χρησιμοποιούνται μπαταρίες LTO;

Το σαφές πλεονέκτημα των μπαταριών LTO από άλλες πηγές ενέργειας σας επιτρέπει να χρησιμοποιείτε ευρέως αυτόν τον τύπο μπαταρίας σε ηλεκτρικά οχήματα, φωτεινούς σηματοδότες, σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, γιοτ, σταθμούς φόρτισης. Χρηματοδοτικές εγκαταστάσεις, νοσοκομεία, εφεδρικά συστήματα ισχύος, σταθμοί επικοινωνίας, τηλεπικοινωνιακά κέντρα, αυτοδιοικούμενοι καιρικές συνθήκες, μέσα μαζικής μεταφοράς.

Όταν φωτίζετε δρόμους όπου η κύρια επαναφόρτιση της πηγής ενέργειας οφείλεται σε ηλιακούς συλλέκτες που συσσωρεύουν ενέργεια από τον ήλιο. Μπορείτε να δείτε ένα παρόμοιο σχέδιο σε ραντάρ καιρού, αδιάλειπτης τροφοδοσίας, για οικιακή χρήση, περονοφόρα.

Σταδιακά, αυτός ο τύπος μπαταρίας αρχίζει να εισάγεται σε άλλες βιομηχανίες. Μπορούν να προβληθούν σε κινητές ιατρικές συσκευές, ρολόγια χειρός, βιντεοκάμερες, ψηφιακές συσκευές, ακόμη και σε κινητά τηλέφωνα και φορητούς υπολογιστές.

Κανόνες χρήσης και διάθεσης

Το πρωτεύον φορτίο της συσκευής προσδιορίζεται από τη χημική αντίδραση της καθόδου και της ανόδου. Επιπλέον φόρτιση γίνεται με τη σύνδεση εξωτερικής συσκευής. Οι μπαταρίες LTO φορτίζονται μόνο υπό την προϋπόθεση παροχής συνεχούς ρεύματος, η σταθερή τάση ρυθμίζεται σε πλήρη φόρτιση. Τέτοιες συσκευές θεωρούνται αφύλακτες. Εάν η μπαταρία είναι κατεστραμμένη ή δεν λειτουργεί σωστά, δεν μπορεί να επισκευαστεί. Το άνοιγμα του καλύμματος της συσκευής καταστρέφει αμέσως την πλάκα της μπαταρίας.

Η φόρτιση πρέπει να ελέγχεται περιοδικά με ειδικές συσκευές. Οι ειδικοί πρέπει να βλέπουν το περίβλημα για ασφάλεια, ακροδέκτες και, εάν είναι απαραίτητο, να καθαρίζουν την οξείδωση και τη βρωμιά. Το κλείσιμο της επαφής δεν επιτρέπεται.

Οι μπαταρίες θεωρούνται απόβλητα της κατηγορίας κινδύνου 2. Η απόρριψη τέτοιων μπαταριών πρέπει να πραγματοποιείται σύμφωνα με ειδικούς κανονισμούς.Ως εκ τούτου, οι κατασκευαστές συστήνουν την ανακύκλωση των μπαταριών τιτανίου λιθίου σε ειδικές εγκαταστάσεις, εταιρείες που μπορούν να επεξεργαστούν σωστά τους.

Αυτές οι συσκευές αποθήκευσης ενέργειας έχουν γίνει μια σημαντική ανακάλυψη στη σύγχρονη κατασκευή μπαταριών. Μπορούν δικαίως να ονομάζονται τέλεια, αποτελεσματικά, ασφαλή. Ωστόσο, το μεγάλο μειονέκτημα τους καθορίζεται από το υψηλό κόστος και το έλλειμμα της αγοράς.