С каждым годом современные технологии требуют все новых решений. Не обошли эта участь и аккумуляторы. Свинцовые (кислотные) и щелочные, обладают рядом недостатков. В частности, они весьма громоздки и малоэффективны, – это является основными факторами, сдерживающими их применение.
Помимо сего, диапазон температур, в которых они могут функционировать – очень узкий. Также заряда на таких батареях недостаточно для их применения в качестве основного источника энергии втранспорте.
В связи с этим ученые начали экспериментировать с различными соединениями, самым перспективным из которых оказалось литий-ионные и литий-железо-фосфатные устройства. Однако и они имеют пробелы:
· небезопасны;
· недолговечны;
· дороги.
Лучшими свойствами оказались разработки с сочетанием титана и лития. В итоге, аккумуляторы были названы литий-титанатными (литий-титановыми) и вошли в категорию литий-ионных. Они имеют весомое достоинство – долговечность, поэтому почти сразу же началось их активное внедрение.
Фактически, литий-титанатный аккумулятор — это привычная нам литий-ионная батарея. Его было решено выделить в отдельный подвид только потому, что анод в нем изготавливается из сплава титаната. Впрочем, и напряжение самого элемента у них поменьше, всего 2,4В. Напомним, что диапазон напряжений многих литий-ионных аккумуляторов составляет 3,6В – 4,1В.
Качественные характеристики литий-титанатных аккумуляторов
Литий-титановая структура батареи позволяет достичь высокой плотности тока, что является важнейшим показателем для источника питания.
Особенно, если использовать его в качестве тягового аккумулятора. Также можно выделить ряд таких преимуществ:
• Увеличенная удельная емкость батареи;
• Быстрая скорость зарядки (уровень заряда в 80% достигается в среднем за 4-6 минут);
• Долговечность;
• Безопасность;
• Невысокое внутреннее сопротивление;
Кроме того, количество полных циклов «зарядки-разрядки» составляет более 10 000. Его емкость практически не снижается, что тоже ценится очень высоко, а значение среднего месячного саморазряда не достигает и 5% от общего показателя.
Как мы отмечали ранее, главная задача, которая стояла перед учеными, было увеличение рабочего диапазона температур и им удалось с ней успешно справиться. Так, литий-титанатный аккумулятор может работать при температурах от -40 до +55 градусов. При этом он полностью сохраняет все свои свойства и функционал.
В чем подвох?
Не буду обманывать вас и уверять, что они не имеют недостатков. Нет, у них тоже имеются свои «косяки», о которых мы сейчас поговорим.
Прежде всего, это малые объемы производства, связанные с тем, что технология их изготовления достаточно сложная и малораспространенная. Естественно и цена не маленькая, раз нет достаточной конкуренции. Может это временно, пока их «не разнюхали» (как считаете Вы, напишите в комментариях).
Также необходимо упомянуть о невысоком напряжении, рабочий диапазон которого 1,8В – 2,8В. Стоит отметить, что эта проблема вроде бы решается при помощи добора, так называемых, активных элементов. Но это добавляет и стоимость, особенно если учесть, что элементы то не из дешёвых – они несколько дороже чем остальные виды аккумуляторов.
Можно сказать, что это весомый изъян, Хотя из-за большой ёмкости итоговый коэффициент мощность/цена элемента, при этом, не снижается. Поэтому, при необходимости дешевле использовать преобразователь напряжения, который можно заказать на том же AliExpress или спаять самому. Эту тему подниму (планирую) в следующих публикациях, поэтому подписывайтесь на канал.
Опыт применения литий-титановых элементов
Их обкатка началась еще в далеком 2011 году и особых успехов в этом деле достигли японцы. Мэрия г. Токио приняла решение устанавливать их на самые обыкновенные городские автобусы. Специально были выбраны самые продолжительные маршруты.
Чтобы оценить их эффективность, были проанализированы статистические данные. В итоге было установлено, что за 700 тысяч километров общего пробега всех транспортных средств, падение емкости аккумуляторов не превысило показателя в 3%, а число циклов «зарядки-разрядки» составило всего 2000.
Далее эстафету подхватили крупные автопроизводители, такие как «Mitsubishi» и «Honda». Они начали устанавливать литий-титановые аккумуляторы в свои электромобили. Сегодня же их можно встретить и в обычных автомобилях. Они обеспечивают питание стартера, осветительных и аудио приборов.
На сегодняшнее время литий-титановые аккумуляторы являются наиболее эффективными для электрификации любительского личного транспорта.