Szybkie zrozumienie charakterystyk i parametrów sześciu typowych baterii litowych (6/6)

March 18, 2019

Glinian kobaltu litowo-niklowego (LiNiCoAlO2 lub NCA)

Akumulatory litowo-glinowo-kobaltowe z niklem lub NCA są stosowane od 1999 roku. Ma wysoką energię właściwą, dobrą moc właściwą i długą żywotność, które są podobne do NMC. Mniej pożądane są bezpieczeństwo i koszty. Rysunek 11 podsumowuje sześć kluczowych funkcji. NCA to dalszy rozwój tlenku litu i niklu; dodanie aluminium zapewnia lepszą stabilność chemiczną akumulatora.

_

Rysunek 11: Wykres Pająka NCA.

Wysoka energia, gęstość mocy i dobra żywotność sprawiają, że NCA jest kandydatem do systemu zasilania elektrycznego. Wysokie koszty i marginalne bezpieczeństwo mają negatywne skutki.

Tabelka podsumowująca

Glinian kobaltu litowo-niklowego: katoda LiNiCoAlO2 (9% Co), anoda grafitowa

Skrót: NCA lub litowo-aluminiowy. Począwszy od 1999 roku

Wartość nominalna napięcia wynosi 3,60 V; typowy zakres działania wynosi 3,0-4,2V

Energia właściwa (pojemność) 200-260 Wh / kg; przewiduje się, że osiągnie 300 Wh / kg

Ładowanie (współczynnik C) 0,7 C, ładowanie do 4,20 V (większość akumulatorów), typowe 3-godzinne ładowanie, niektóre akumulatory można szybko naładować.

Wyładowanie (współczynnik C) 1C typowe; odcięcie 3,00V; wysoka prędkość rozładowania skraca żywotność baterii

Cykl życia 500 (w zależności od głębokości rozładowania, temperatury)

Typowa wartość ucieczki termicznej wynosi 150 stopni C (302 stopni F). Wysokie ładowanie doprowadzi do niekontrolowanego wzrostu temperatury.

Zastosowania: sprzęt medyczny, przemysł, montaż energii elektrycznej (Tesla)

Nuty są podobne do kobaltu litu. Bateria energetyczna.

Tabela 12: Charakterystyka glinianu kobaltu niklowo-niklowego

Tytanian litu (Li4Ti5O12)

Od lat 80-tych znane są baterie anodowe z tytanianu litu. Tytanian litu zastępuje grafit w anodzie typowych akumulatorów litowo-jonowych, a materiał tworzy strukturę spinelu. Katodą może być manganian litu lub NMC. Nominalne napięcie akumulatora tytanianu litu wynosi 2,40 V, co pozwala na szybkie ładowanie i zapewnia wysoki prąd rozładowania o wartości 10 ° C. Mówi się, że liczba cykli jest wyższa niż w przypadku konwencjonalnych akumulatorów litowo-jonowych. Tytanian litu jest bezpieczny i ma doskonałe właściwości rozładowania w niskiej temperaturze. Może osiągnąć 80% pojemności przy - 30 ° C (- 22 F).

LTO (zwykle Li4Ti5 O12) charakteryzuje się zerowym odkształceniem, brakiem tworzenia warstwy SEI i brakiem platerowania litem podczas szybkiego ładowania i ładowania w niskiej temperaturze, dzięki czemu ma lepszą wydajność ładowania i rozładowania niż tradycyjna anodowana litowo-jonowa i grafitowa. Stabilność termiczna w wysokich temperaturach jest również lepsza niż w innych systemach litowo-jonowych; jednak baterie są drogie. Energia właściwa jest niska, tylko 65Wh / kg, co odpowiada NiCd. Tytanian litu naładowany do 2,80 V i rozładowany do 1,80 V pod koniec rozładowania. Rysunek 13 przedstawia charakterystykę baterii tytanianu litu. Typowe zastosowania to systemy przesyłu energii elektrycznej, UPS i słoneczne lampy uliczne.

_

Rysunek 13: Wykres pająka tytanianu litu.

Tytanian litu ma doskonałe bezpieczeństwo, niską temperaturę i żywotność. Podejmowane są wysiłki w celu zwiększenia określonej energii i zmniejszenia kosztów.

Tabelka podsumowująca

Tytanian litu: może być tlenkiem manganianu litu lub NMC; Anoda Li4Ti 5O12 (tytanian)

Skrót: LTO lub Li-Titanate, zaczął sprzedawać się około 2008 roku.

Napięcie znamionowe 2,40 V; typowy zakres roboczy 1,8-2,85 V;

Energia właściwa (pojemność) 50-80Wh / kg

Ładowanie (C Rate) 1C Typowe; Maksymalnie 5C, ładowanie do 2,85V

Możliwość rozładowania (szybkość C) 10C, impuls 30C 5S; Napięcie odcięcia LCO / LTO 1,80V

Żywotność cykliczna 3000–7000

Odporność termiczna: najbezpieczniejszy akumulator litowo-jonowy

Zastosowanie: UPS, zespół zasilania elektrycznego (Mitsubishi i-MiEV, Honda Flight EV)

Słoneczna lampa uliczna

Uwaga: długa żywotność, szybkie ładowanie, szeroki zakres temperatur, niska energia właściwa i wysoka cena. Najbezpieczniejszy akumulator litowo-jonowy.