Узнайте, что такое литий-титанатные аккумуляторы (LTO, Li4Ti5O12) и кто реально производит и отправляет по всему миру «ЛТО-элементы».
👇 Быстрое введение в курс дел и подробности о реальных поставщиках, включая отечественные разработки в этой области, до которых вы можете дотянуться без лишних слов.
Что такое литий-титанатный аккумулятор?
Литий-титанатный аккумулятор (LTO) — это разновидность литий-ионного аккумулятора, который использует литий-титанат (Li4Ti5O12) в качестве отрицательного электрода (анода на разряд).
🔻 Это позволило производителям достичь небывалых для литий-ионной технологии характеристик.
- LTO аккумуляторы в основном используются в электромобилях, системах хранения энергии и промышленных приложениях, их всё чаще используют вместо свинцово-кислотных батарей, в том числе в России.
👇 Мы рассказывали о практической пользе LTO в российских реалиях (вместо автомобильной кислотной батареи):
Как устроена литий-титанатная ячейка?
Литий-титанатный элемент питания устроен также, как и любой Li-ion. Он лишь отличается материалом анода.
🔻 LTO-ячейка состоит из:
- Отрицательного электрода (анод на разряд) из литий-титаната (Li4Ti5O12), который имеет структуру шпинели и высокий потенциал вставки лития;
- Положительного электрода (катод на разряд) из различных материалов, содержащих литий, таких как литий-марганцевый оксид (LMO), литий-никель-марганец-кобальт-оксид (NMC), литий-железофосфат (LFP) и другие;
- Электролита, который обеспечивает перенос ионов лития между электродами;
- Сепаратора, который предотвращает короткое замыкание электродов и поддерживает ионную проводимость, противостоит проблеме дендритов (хотя LTO-материал практически ей не подвержен);
- Корпуса, который защищает батарею от воздействия внешней среды (не имеет значительной прочности ввиду безопасности таких ячеек, может быть простой фольгой с полимерным основанием).
Какие литий-титанатные элементы сейчас встречаются на рынке?
Поставщиков стало очень много в период с 2015-го до 2023-го года и ожидается ещё больше с 2024-го года. Среди них и заметные игроки, с которыми работают также российские производители (в том числе мы).
🔻 Выделили для вас наиболее интересных поставщиков LTO-элементов.
- Toshiba SCiB (Япония)
• Высокопроизводительные, заряжаются за 6 минут, служат более 15000 циклов;
• Форм-фактор — цилиндрический (18650, 26650 и другие);
• Химия катода — литий-марганцево-оксидный (LMO) или литий-никель-марганец-кобальт-оксидный (NMC);
• Масса элемента — до 1 кг (компактные);
• 📃 [источник]. - Yinlong LTO (Китай)
• Новыми широко используются в Китае в электробусах, системах хранения энергии и электроинструментах;
• В России появились массово за счёт низкой стоимости б/у-элементов (в Китае списываются после нескольких лет эксплуатации для применения в нетребовательных устройствах);
• Форм-фактор — цилиндрический (66160);
• Химия катода — литий-железофосфат (LFP);
• Масса элемента — примерно 1,2 кг;
• 📃 [источник]. - Altairnano NanoSafe (США)
• Продвигают нано-LTO-батареи под названием «nLTO», но это их собственная разработка, название которой просто совпадает с настоящими нано-корректировками состава LTO, о которых мы расскажем в следующей статье (подпишитесь на наш канал, чтобы узнать первыми);
• Используются для стабилизация сети, интеграции возобновляемых источников и в служебном транспорте американских городов;
• В ряде случаев их перепаковывает и поставляет Yinlong [пример], используя свою логистику;
• Форм-фактор — любые;
• Химия катода — литий-никель-кобальт-алюминий-оксидный (NCA);
• Масса элемента — около 1,81 кг;
• 📃 [источник]. - Leclanché M-LTO (Швейцария)
• Разработаны для гибридных и электрических автомобилей в ЕС;
• Форм-фактор — pouch-cell (полимерный «мешочек»);
• Химия катода — литий-никель-марганец-кобальт-оксидный (NCM);
• Масса элемента — до 1 кг (компактные);
• 📃 [источник]. - XALT Energy XPAND (США)
• Разработаны под экстремальные задачи за счёт предельно возможной термической стабильности для тяжёлых автомобилей и эксплуатации в морских условиях;
• С января 2023 выкуплены Freudenberg e-Power Systems, но бренд XALT сохранён и встречается везде — от электроскутеров до круизных лайнеров;
• Форм-фактор — призматический;
• Химия катода — литий-никель-марганец-кобальт-оксидный (NCM);
• Масса элемента — около 2,5 кг;
• 📃 [источник — возможно устарел, от 2015]. - КБ «Энергия» (Россия)
• Разработанное отечественным конструкторским бюро большое количество разных типов элементов с различным содержанием LTO на графитовом аноде или даже с использованием графена;
• Работает при экстремальных температурах от -60°C (минус шестидесяти!) до +55°C;
• Форм-фактор — любые;
• Химия электрода — литий-железофосфат (LFP), вероятно и другие, открытых сведений не предоставили;
• Масса элемента — от 0,4 кг до 1,7 кг (зависит от конструкции и химии);
• 📃 [источник]*.
* - Если, кто интересуется российскими разработками, то в источнике характеристики наших отечественных разработок LTO-батарей.
Наше предприятие пока использует проверенные годами импортные компоненты. Но внимательно следим за разработками российских учёных и заинтересованы в импортозамещении и коллаборации.
🔻 Сейчас вы можете заказать изготовление батареи на элементах Li4Ti5O12 вы можете и на нашем предприятии, для этого заполните форму:
***
Теперь вы знаете, какие поставщики элементов для литий-титанатных батарей (LTO) существуют на рынке. Среди них Toshiba, Yinlong (широко известны в России), Altairnano, Leclanché, XALT Energy (используются от Америки до Австралии) и КБ «Энергия» (российское конструкторское бюро), что за особенности имеют их продукты по форм-фактору, химии катода и другим параметрам.
Из этой статьи становятся очевидными преимущества LTO:
- более высокие безопасность и срок службы — нет случайных пожаров или проблем с преждевременным выходом из строя за 15000 циклов и дольше;
- быстро заряжаются и способны завести железнодорожный тепловоз даже в лютый мороз вплоть до -60°C;
- хранятся по 10 лет без потерь и деградации.
В следующей статье мы расскажем, как нанотехнологии помогают учёным в эти дни улучшить ёмкость LTO-батарей за счёт преобразования материала. Это одна из наиболее реальных и уже осязаемых веток развития аккумуляторов. Подпишитесь, чтобы узнать первыми.