Litium-titanaattiakku (LTO) on muunnelma litiumioniakuista , joka käyttää litiumpentatitanaattia (Li 4 Ti 5 O 12 ) anodina useimmissa muissa vaihtoehdoissa käytetyn grafiitin sijaan. Pinta-alan lisäämiseksi anodilla on nanokiteinen rakenne. Tämä ratkaisu mahdollistaa jopa 100 m 2 /g anodin pinta-alan hiilen 3 m 2 /g verrattuna , mikä mahdollistaa latausnopeuden merkittävästi lisäämisen ja korkean virrantiheyden. Vuodesta 2017 lähtien litium-titanaattiakut pystyvät toimittamaan energiatiheyksiä jopa 177 W*h/L [1] . Lisäksi nämä akut ovat erittäin luotettavia ja voivat toimia ilman häviötä alemmissa lämpötiloissa aina miinus 30 asteeseen, toisin kuin perinteiset litiumioniakut, jotka jo miinus 5 asteessa heikentävät suorituskykyään 20%.
Litium-titanaattiakkujen haittana on alhaisempi käyttöjännite (2,4 V), mikä johtaa pienempään ominaisenergiaan (noin 30-110 Wh / kg [1] ) kuin tavanomaisten litiumioniakkujen, joiden vakiojännite on 3,7 V. Tämä rajoittaa niiden käyttöä sähkötekniikassa sekä kannettavissa tietokoneissa, matkapuhelimissa ja älypuhelimissa, joilla pyritään minimoimaan akkujen tilavuus ja paino.
Tyypilliset ylilataus- ja ylipurkaussuojakynnykset ovat 2,8-1,8 V. Tämä mahdollistaa teoriassa kahden NiCd- tai NiMH-akun korvaamisen (laitteessa, jossa ei ole kennotasapainotusta, esimerkiksi kodin radiopuhelimessa) yhdellä litium-titanaattiakulla. Toisaalta monilla tällaisilla laitteilla ei ole riittävän tarkkaa akun jännitetason hallintaa, mikä uhraa sen resursseja - mutta litiumakkujen tapauksessa tällaisen piirien yksinkertaistamisen hinta nousee merkittävästi tulipalon vaaran vuoksi.
Altairnano valmistaa "Nanosafe"-sarjan litium-titanaattiakkuja ja sijoittaa ne pääasiassa sähköajoneuvoihin . Sähköajoneuvojen valmistajista Lightning Car Company ( Lightning GT -auto ) [2] [3] Phoenix Motorcars [4] , Proterra (EcoRide BE35 -minibussille) [5] ilmoitti aikovansa käyttää Altairnanon akkuja .
Altairnano myös asentaa akkunsa keskeytymättömiin sähköjärjestelmiin [6] ja tarjoaa niitä armeijalle [7] .
Toshiba on julkaissut litium-titanaattiakun tuotenimellä Super Charge Ion Battery (SCiB) [8] [9] , jossa on erittäin nopea lataus – jopa 90 % kapasiteetti 6 minuutissa [10] , ja pitkä käyttöikä. - jopa 25 vuotta. Lataus-/purkausjaksojen lukumäärä: yli 25 000 [11] [10] . Lisäksi uusi akkutyyppi on turvallisempi kuin tällä hetkellä yleiset Li-ion- akut. Energiatiheys - 60-100 Wh / kg hintaan noin 1-2 tuhatta dollaria per kWh (vertailun vuoksi: litiumkobaltiitilla olevien litium -ionien energiatiheys on 120-180 Wh / kg hintaan 300-500 dollaria per kWh) [12] [13] .
Toshiban lokakuussa 2017 julkistama edistyksellinen SCiB-tekniikka tarjoaa 90 % akun latauksen 5 minuutissa. Tällaiset indikaattorit saavutettiin käyttämällä anodimateriaalina titaani-niobiumoksidia, joka mahdollistaa tehokkaamman litiumionien varastoinnin ja kuljetuksen ja mahdollistaa anodin ominaiskapasiteetin kaksinkertaisen lisäämisen [14] .
Leclanché on sveitsiläinen akkuvalmistaja, joka perustettiin vuonna 1909. Vuonna 2006 yritys osti saksalaisen Bullith AG:n perustaakseen litiumionien tuotantolinjan Saksaan. Vuonna 2014 markkinoille ilmestyi tuote "TiBox" litium-titanaattianodilla. TiBox-akun kapasiteetti on 3,2 kW ja se kestää 20 000 latauskertaa.
Seiko käyttää litiumtitanaattiakkuja kineettisissä kelloissa. Aikaisemmin he käyttivät kondensaattoria energian varastoimiseen, mutta akku mahdollistaa suuremman kapasiteetin, pidemmän käyttöiän ja helpomman korjauksen.
YABO Power Technology toi markkinoille litiumtitanaattiakun vuonna 2012. Vakioakkumalli YB-LITE2344 on 2,4V/15Ah, jota käytetään sähköajoneuvoissa ja energian varastointijärjestelmissä.
Valtavan resurssin, sen erittäin nopean latauksen ja matalissa lämpötiloissa toimivuuden ansiosta tämäntyyppinen akku on lupaava käytettäväksi sähköautoissa. Tämän tekniikan avulla voit asentaa akun, joka kestää pidempään kuin itse auto, ja monet autonvalmistajat ovat hämmentyneitä tästä, koska näin tekemällä he lisäävät autojensa kuluttajaresursseja ja vähentävät kuluttajien liikevaihtoa.
SCiB-akkuja käytetään Schwinn Tailwind -sähköpyörässä [15] , joissakin Mitsubishi i-MiEV:n [16] japanilaisissa versioissa , Honda Fit EV:ssä [17] ja Honda EV-neo sähköskootterissa [18] . Tämäntyyppisellä akulla on hyvät mahdollisuudet käyttää julkisessa liikenteessä. Esimerkiksi TOSA-projektissa käytetään nopeaa SCiB-akun latausta 15 sekunnin akun lataukseen bussipysäkeillä. [19]
Litium-titanaattiakkuja käytetään erittäin edullisesti vaihtoehtoisessa energiassa aurinkopaneelien ja tuuligeneraattoreiden tuottaman energian akkuina ja varastoina korkean 96 %:n energiansäästötehokkuuden ja erittäin alhaisen 0,02 % vuorokauden itsepurkauksen ansiosta.
Hiili -titanaattiakku ( Carbon titanate cell LPCO ) on toisen sukupolven litium-titanaattiakkuja, jotka on kehittänyt amerikkalainen Microvast (USA) ja jotka on valmistettu huokoisen hiililitiumtitanaatin (Li 4 Ti 5 ) pohjalta. O 12 ) (huokoinen hiili).
Hiilititanaattiakun kemian anodina käytettiin modifioitua huokoista hiiltä, jonka hiukkaskoko ja morfologia oli samanlainen kuin klassisella grafiitilla ja jonka pinta-ala oli 20 kertaa suurempi kuin grafiitin pinta-ala. Suuri pinta-ala tarjoaa suuremman kanavan, joka lisää huomattavasti liikkuvuutta ja litiumioniruiskutusta, mikä auttaa akkua saavuttamaan korkeat latausnopeudet ja pitkäkestoisen suorituskyvyn.
Tällaisten tekniikoiden ansiosta oli mahdollista lisätä merkittävästi kertyneen energian tiheyttä, vähentää hiili-titanaattiakun painoa ja mittoja . Samanaikaisesti litium-titanaattiakkuun verrattuna resurssien väheneminen oli merkityksetöntä, mikä hiilititanaatissa on 10 000 sykliä.
Hiilititanaattiakun käyttöjännitealue on 2,7-4,3 V, mikä on sama kuin tavallisen litiumioniakun. Tämä mahdollistaa laajalti käytettyjen litiumioniakuille suunniteltujen BMS-suojalevyjen (battery management system) käytön. Hiilititanaattiteknologian eduista huolimatta Toshiban SCiB-litium-titanaattikehitys on edelleen akku, jolla on pisin käyttöikä kaikista massatuotetuista teknologioista, jossa yksikään valmistaja ei ole vielä ylittänyt 25 000 täyden purkausjakson resursseja.