Technologie baterií LTO

Správná volba pro vysoce výkonné aplikace s mnoha nabíjecími cykly

Bateriové systémy LTO – vlastnosti a výhody

Lithium-iontové baterie se dnes používají ve většině aplikací vyžadujících elektrochemické skladování energie. V rámci této technologie existují různé varianty provedení, které se liší především různými materiály katody a anody. Technologie baterií lze v zásadě rozdělit na vysokoenergetické, nebo vysokovýkonné. V řadě aplikací je hlavním kritériem množství energie, tj. energie ve vztahu k hmotnosti nebo objemu. V jiných aplikacích je prioritou výkon.

Typickou technologií, kterou lze zařadit do skupiny s vysokým výkonem, je technologie baterií lithium-titanát-oxidových (LTO), která rovněž patří mezi lithium-iontové akumulátory. Co do konstrukce se liší provedením záporné elektrody (anody). Ta je – oproti klasické grafitové anodě (např. v bateriích typu NMC) – vyrobena z titanového spinelu (Li₄Ti₅O₁₂). Má výrazně vyšší účinnou plochu než grafitová elektroda a může tak zajistit vysoké nabíjecí a vybíjecí proudy a také dlouhou životnost.

Výhody baterií s technologií LTO

Bezpečnost

Technologie baterií LTO se vyznačuje vysokou bezpečností. Rozhodujícími činiteli jsou zde nižší napětí na jeden článek, žádná tvorba dendritů a tedy schopnost rychlého nabíjení při nízkých teplotách. Kromě toho je článek díky svým chemickým vlastnostem stabilní až do teploty 240 °C.
Široký rozsah provozních teplot

Baterii lze provozovat v širokém rozsahu provozních teplot od –50 °C do +65 °C.
Vysoký výkon – rychlé dobíjení

Vysoký výkon díky nepřetržitému nabíjení/vybíjení rychlostí až 10C, a tedy pouze 5 až 10 minut pro úplné nabití – i při nízkých teplotách.
Vysoká stabilita cyklů

Technologie baterií LTO umožňuje mezi lithium-iontovými bateriemi nejdelší životnost v cyklech. Při DoD 80 % a průměrné teplotě článku 25 °C lze dosáhnout více než 39 000 cyklů do EOL*.

*EOL = End of life (80 % původní kapacity)
Velká oblast SOC

Díky stabilitě cyklů jsou možné vysoké hodnoty DoD a použití velkého okna SOC. Aplikace tak lze provozovat s menšími bateriemi bez většího předimenzování.

Bateriové systémy s technologií LTO

chopnost vybít téměř 100 % dostupné energie (hloubka vybití – DoD) během mnoha cyklů, to znamená, že baterii není třeba předimenzovat, aby bylo dosaženo potřebné životnosti. Poměr mezi obsahem využitelné energie a obsahem instalované energie je tedy téměř 1:1; ve srovnání s bateriovými systémy jiných technologií může být velikost a hmotnost baterie LTO nižší.

Při návrhu jakéhokoli bateriového systému je vždy nutné dělat kompromisy s ohledem na různé vlastnosti. Typické znázornění rozměrů použitých při návrhu baterie podává následující graf. Technologie LTO poskytuje výhody z hlediska bezpečnosti, výkonu (zejména ve směru nabíjení) a provozní životnosti. Náklady na jednu instalovanou kWh jsou vyšší. Pokud jde o relevantnější měřítko celkových nákladů na vlastnictví (TCO), může tato technologie díky delší životnosti a menšímu předimenzování být často nákladově efektivnější.