Литий титанат 40 Аh или LTO 30 – какой аккумулятор выбрать?

• Что выбрать: литий титанат 40 ah или LTO 30
• Технические и эксплуатационные преимущества
• Выбор: литий титанат 40 ah или LTO 30 – легко и сложно одновременно

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.

Коротко и по сути:

1. ​Минусовой электрод из титаната Li имеет нанокристаллическую структуру, что увеличивает полезную площадь его поверхности, следовательно, и скорость переноса заряда.
2. Литиевые секции на основе LTO работают бесперебойно даже при критических температурах внешней среды, на холоде -40 °С и на жаре +55 °C.
3. За месяц батарея подразряжается не более чем на 5%.
4. В зависимости от модификации производители отводят ей 10-20 лет службы.

Технические и эксплуатационные преимущества

Литий-титанатные элементы питания:

1. показывают высокие токозарядные и токоразрядные характеристики при незначительном внутреннем сопротивлении;
2. рекордно быстро набирают заряд;
3. длительно работают без перебоев, имея большой энергетический ресурс между подзарядками;
4. стабильны и безопасны в критических метеоусловиях;
5. рассчитаны на долгий срок службы – вплоть до 20 тыс. рабочих циклов.

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.

1. Аккумуляторная ячейка 40 а/ч способна выдавать ток в 400 А (на пике, краткосрочно – 800 А).
2. Аналогичная ячейка литий титанат 30А будет ограничена по току цифрой 300 А (на пике – 600 А).

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:

1. Два аналога одинаковой емкости и напряжения, составленные из ячеек по 40А и 30А соответственно. Шесть секций литий титанат 40А, состыкованные параллельно, дадут на выходе батарею с емкостью 240 а/ч и напряжением 2.4В. То же самое мы получим при аналогичном соединении 8 элементов по 30А.

А теперь тонкости:

1. Вес первой батареи – 7.5 кг, а второй – около 8.8 кг.
2. Габаритный размер – 20х13 см против 27х13 см соответственно.
3. Цена, емкость, напряжение, ток отдачи, максимальная мощность нагрузки – одинаковые.

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.

Разница:

1. первая батарея тяжелее на 1.2 кг;
2. ток отдачи батареи из ячеек по 40А – 2400 А (максимальная мощность нагрузки 5760 ВА), а второй – 1800 А (максимальная мощность нагрузки 4320 ВА);
3. стоимость 40А батареи на 4/3 выше, чем у 30 А;
4. габариты, напряжение – одинаковые.

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.