Для чего титанат в автозвуке
Литий титанат 40 Аh или LTO 30 – какой аккумулятор выбрать?
Статья обновлена: 2020-12-11
Что выбрать: литий титанат 40 ah или LTO 30
Аккумуляторы серии LTO 30 или LTO 40Аh встречаются относительно редко, несмотря на то, что литий-титановые (ЛТО) технологии осваивались ещё в 80-х годах прошлого столетия. Сегодня их поставили на серийный поток солидные фирмы, такие как Toshiba, Seiko, Altair Nanotechnologies, YABO и другие.
Технические и эксплуатационные преимущества
LTO-батарея, собранная из отдельных секций, пожалуй, является самым мощным источником энергии среди своих аналогов. Единственный минус – низковатое рабочее напряжение (2.4 В), которое падает в зависимости от ёмкости. Как следствие, понижается удельная энергия. К сожалению, внедряются разработки подобного типа слишком медленно.
Выбор: литий титанат 40 ah или LTO 30 – легко и сложно одновременно
Оба эти элемента идентичны по соотношению характеристик и стоимости, приблизительно как две одинаковые коробки спичек, в одной 40 штук, в другой – 30. Но ведь стоят они 4 и 3 рубля соответственно. А теперь к сухой математике подключается ещё и физика.
Дело в том, что литий-титанатные источники энергии отдают токи пропорционально их емкости, тем более при кратковременных пиковых нагрузках.
С учетом напряжения в 2.4 В это означает, что максимальные мощности нагрузки 960 ВА (1920 ВА на пике) и 720 ВА (1440 ВА на пике) соответственно. Заметим, что цена этих секций находится в той же пропорции (примерно 4/3), причём при одинаковых габаритах и небольшой разнице в весе.
Но у нас не одна секция, а целая батарея из ячеек. В этом случае преимущества более ёмких элементов становятся очевиднее. При одинаковых габаритах и разнице в весе одной секции на 150-200 гр. устройство из 6 элементов на 40 а/ч (полный аналог обычного аккумулятора) будет тяжелее на всего на 15-17% (на 1-1,2 кг.) по сравнению с аналогом литий титанат 30 Ач. Но при этом её ёмкость, а заодно и стоимость, увеличатся на треть.
Теперь попробуем сравнить более конкретно:
Две батареи по 6 параллельно соединённых элементов литий титанат 40Ач или 30Ач дадут при напряжении 2.4 В ёмкости 240а/ч или 180а/ч соответственно.
При большей степени коммутации эта разница только увеличивается.
Таким образом, сборка из слотов по 40 а/ч чуть тяжелее, дороже, но на столько же эффективней аналогичной комбинации из элементов по 30А. Это может быть оправдано при критических мощностях нагрузки, а когда такой необходимости нет, то стоит ли переплачивать?
Весовые, габаритные параметры тоже могут оказать серьезное влияние на выбор. Например, в космонавтике учитывают каждый грамм и миллиметр. Считайте сами.
LTO аккумулятор вместо штатного
Статья обновлена: 2020-12-17
Литий-титанатные «банки» – это относительно новый подвид Li-ion элементов питания, анод которых производится из титаната лития (Li4Ti5O12). Этот материал имеет нанокристаллическую структуру и увеличивает эффективную площадь поверхности анода до 100 м 2 /г, в то время как у углеродных анодов этот параметр равен 3 м 2 /г. Применение литий-титаната увеличивает удельную емкость аккумуляторов на 60%,обеспечивает стабильность поверхности, отличную проводимость и высокую плотность тока.
Литий-титанатные аккумуляторы быстро заряжаются, имеют огромный циклический ресурс (порядка 20 000 циклов), малое внутреннее сопротивление и широкий диапазон рабочих температур. У них малый саморазряд, высокий уровень взрыво- и пожаробезопасности. Все эти качества обеспечивают LTO аккумуляторам растущую популярность и интерес покупателей. Сфера их применения постепенно расширяется, и все чаще LTO батареи используются в бытовой технике, персональном электротранспорте и различных энергосистемах.
Характеристики LTO аккумуляторов
Планируя использовать литий-титанат вместо штатной АКБ, примите во внимание отличия в характеристиках:
2,3 В (бывает от 2 до 2,4 В)
Максимальное напряжение (в заряженном состоянии)
4,2 В, у высоковольтных моделей – до 4,4 В
Минимальное напряжение (в разряженном состоянии)
2,5 В, у высоковольтных моделей – до 3 В
Более 20 000 циклов
Длительность быстрой подзарядки
Допустимые токи разряда относительно емкости С
до 10С, кратковременно – до 30С
Оптимальный – до 1С;
импульсный – до 50С.
Диапазон рабочих температур
От −20 до +50 C при зарядке,
от −40 до +60 C при разрядке.
От −20 до +60 C (оптимально +23 C). Зарядка – только при плюсовых температурах.
От −30 до +55 C. Зарядка – только при плюсовых температурах.
Пожаро- и взрывобезопасность
Сравнение характеристик
По допустимым токовым нагрузкам и стабильности работы в проблематичных метеоусловиях LTO аккумуляторы сопоставимы с литий-железо-фосфатными элементами и выигрывают у остальных Li-ion моделей. По циклическому ресурсу, скорости зарядки и температурному диапазону литий-титанат значительно превосходит конкурентов. Он даже допускает возможность подзарядки на морозе, что недопустимо для остальных Li-ion элементов.
С другой стороны, литий-титанат уступает остальным литий-ионным аккумуляторам по рабочему напряжению и удельной энергоемкости. Поэтому для сборки аккумуляторной батареи с идентичными значениями вольтажа и емкости LTO элементов потребуется больше (по объему и весу), чем LiFePO4 или Li-ion других типов.
Использование LTO аккумуляторов вместо штатных
Литий-титанатные АКБ можно использовать вместо штатных батарей в различных сферах, особенно – когда к источникам питания выдвигаются строгие требования по надежности и безопасности. В частности, LTO батареи используются для хранения, накопления и отдачи энергии, обеспечивая питание:
При сборке батареи используется схема, соответствующая необходимым значениям напряжения и емкости. Для суммирования напряжения аккумуляторы соединяются последовательно. Так, для получения вольтажа 24 В нужно последовательно соединить 10 LTO аккумуляторов номинальным напряжением 2,4 В (схема сборки 10S), для получения АКБ на 36 В – 15 таких элементов (схема 15S), для получения батареи на 48 В – 20 аккумуляторов (схема 20S).
Резюме
Литий-титанатные АКБ способны стать выгодной заменой штатных батарей во многих сферах. Но из-за низкого рабочего напряжения и меньшей удельной энергии (по сравнению с обычными Li-ion элементами) они не подходят для вариантов использования, в которых на первый план выходит снижение объема и массы элементов питания. В частности, литий-титанат проблематично использовать для оснащения электротехники, ноутбуков и смартфонов.
В предыдущей статье нашего блога рассмотрены возможные причины, почему не заряжается литий-ионный аккумулятор.
Небольшой тест LTO аккумулятора размера 66160
Для начала о нюансе, аккумуляторы покупались в количестве 7 штук для сборки 12 вольт батареи в машину, один экземпляр в процессе был отбракован из-за большого саморазряда, затем закинут на полку где пролежал с 2018 года с остаточным напряжением в 0.5 вольта.
Данный аккумулятор мне по большей части был интересен в плане информации, как LTO аккумуляторы относятся к длительному хранению в таком состоянии, потому я не стал отказываться от предложения поиздеваться немного над ним.
Ссылка в заголовке приведена для примера и понимания стоимости подобных аккумуляторов.
Да и вообще обзор по большей части не столько ради тестов, сколько «а поговорить», тем более тема интересная 🙂
Когда распаковал посылку, то первое впечатление было — какой же он огромный… Не, я видел их на фото, видел чертежи с размерами, но одно дело видеть на картинках и совсем другое держать его в руках. 
Для сравнения фото с аккумулятором размере 18650, который на его фоне буквально теряется. Но даже так фото не передает реальных ощущений. 
Как вы уже наверное заметили, аккумулятор не имеет никакой маркировки, соответственно вполне законно можно считать его безымянным. В интернете встречается разная информация о характеристиках, но насколько мне известно, емкость таких ячеек 30Ач, хотя некоторые продавцы маркируют их как 35 и даже 40 Ач.