Как заряжать литий-титанатный аккумулятор

Литий-титанатные аккумуляторы (Lithium Titanium Oxide, LTO) – это элементы питания класса Li-ion, содержащие в роли электрода титанат лития (Li4Ti5O12). Такие накопители энергии успешно применяются в современных гаджетах, бытовой технике, энергосистемах, транспортных средствах с электроприводом, погрузчиках, зарядных станциях, метеостанциях, системах резервного питания.

От других видов Li-ion аккумуляторов они отличаются нанокристаллической структурой анода. В отличие от пористого углерода, она позволяет эффективно использовать значительную площадь анода и обеспечивает стабильную работу поверхности. Аноды с нанокристаллической структурой имеют эффективную площадь поверхности около 100 м²/г, а углеродные аноды – всего 3 м²/г.

Преимущества и недостатки

Главными преимуществами LTO аккумуляторов являются:

быстрый перенос заряда;
незначительное внутреннее сопротивление;
высокие значения допустимых токов – до 10С;
стабильная и продолжительная работа;
безопасность применения;
отсутствие эффекта памяти;
быстрое восполнение заряда – за 6–10 минут;
отсутствие нагрева в процессе работы;
долговечность – более 20 000 циклов с сохранением 80% емкости;
способность работать при температуре от -40 °С до +55 °С;
низкий саморазряд – 2–5% в месяц.

К недостаткам LTO аккумуляторов можно отнести меньшую плотность энергии. Она составляет 30–110 Втч /кг и объясняется более низким напряжением (2,4 В). Для сравнения, у литий-кобальтовых элементов питания с напряжением 3,7 В плотность энергии составляет 150–200 Втч /кг.

Как работают LTO аккумуляторы

Литий-титанатные аккумуляторы производятся в форме призмы или цилиндра с внешней оболочкой из пластика или композитного материала. Часто они имеют металлические клеммы. Отрицательный электрод представляет собой слоеный графит. В нем движутся заряженные электричеством атомы, сохраняющие напряжение.

В процессе разряда аккумулятора ионы лития взаимодействуют с кислородом, проходят через катод и следуют наружу. Заряженные ионы лития теряют исходное напряжение и скапливаются на поверхности анода до дальнейшей зарядки. При заряде источника питания процесс протекает в обратной последовательности.

Как заряжать LTO аккумуляторы

Одно из конкурентных преимуществ LTO аккумуляторов – возможность их быстрой подзарядки. В вопросе, как заряжать литий-титанатный аккумулятор, особых сложностей нет. Зарядка осуществляется с подачей стандартного постоянного тока величиной до 10С. Затем следует постоянное напряжение до достижения порогового значения. Чтобы продлить срок службы LTO аккумулятора, нужно:

Использовать оригинальные зарядные устройства, совместимые с конкретными источниками питания. Они выдают необходимое напряжение и правильно завершают процесс подзарядки.
Избегать глубокого разряда и перезаряда аккумуляторов.
По возможности, заряжать их при плюсовой температуре. Хотя LTO аккумуляторы допустимо заряжать даже на морозе.
Хранить их с зарядом 30–50%, периодически проверяя его. Подзаряжать раз в 3 месяца для компенсации саморазряда.
Желательно – подзаряжать аккум после каждого использования, не дожидаясь его значительного разряда.
Не оставлять его надолго в разряженном состоянии.

Подробные рекомендации по зарядке литий-титанатных источников питания смотрите в инструкциях по их эксплуатации.

Предлагаем к прочтению статью о самостоятельной сборке аккумуляторной батареи для электровелосипеда из Li-ion аккумуляторов.