Liitiumtitanaadi (LTO) aku on omamoodi liitiumtitanaat, mida kasutatakse liitiumioonaku negatiivse elektroodimaterjalina ja mida saab kombineerida positiivsete elektroodimaterjalidega nagu liitiummanganaat, kolmekomponentne materjal või liitiumraudfosfaat, moodustades 2,4 V või 1,9 V liitium iooniline sekundaarpatarei. Lisaks saab seda kasutada ka positiivse elektroodina metallist liitium- või liitiumisulamist negatiivse elektroodiga 1,5 V liitiumpatarei moodustamiseks. Liitiumtitanaadil on kõrge ohutuse, kõrge stabiilsuse, pika eluea ja keskkonnakaitse omadused.
Liitiumtitanaati (LTO) kasutatakse patareides negatiivse elektroodi materjalina. Oma omaduste tõttu on LTO ja elektrolüüdi vastastikmõju lihtne tekkida ning gaas sadestub laeng-tühjenemistsükli reaktsiooni käigus. Seetõttu on tavalist liitiumtitanaadi akut kergesti täis pumbatav, mis viib aku südamiku punnitamiseni ja vähendab oluliselt elektrilist jõudlust, mis vähendab oluliselt liitiumtitanaadi patarei teoreetilist eluiga. Katseandmed näitavad, et tavaline liitiumtitanaadi aku tühjeneb umbes 1 500–2 000 tsükli järel, mis põhjustab tavapärase kasutamise tõrkeid, mis on samuti oluline põhjus, mis piirab liitiumtitanaadi aku laiaulatuslikku kasutamist.
Liitiumtitanaadi (LTO) aku jõudluse paranemine on üksiku materjali jõudluse parandamise ja põhimaterjalide orgaanilise integreerimise terviklik teostus. Kiire laadimise ja pika tööea nõuete kohaselt olid lisaks negatiivsetele elektroodimaterjalidele suunatud ka muud liitiumioonakude peamised toorained (sh positiivsed elektroodimaterjalid, separaatorid ja elektrolüüdid) ning samal ajal koos spetsiaalse inseneriprotsessiga kogemus," mitte-lamav" Lõpuks moodustati liitiumtitanaadi LpTO akutoode, mida rakendati esmalt partiidena elektribussidele.
Katseandmed näitavad, et liitiumtitanaadi LpTO ühe aku tsükliiga ületab 25 000 korda ja järelejäänud võimsus ületab 80% 6 ° C juures laadimise, 6 ° C tühjenemise ja 100% DOD tingimustes ning aku südamiku täispuhumisnähtus on pole ilmne, mis ei mõjuta tema elu. Chongqingi kiire laadimisega puhta elektribussi tegelik kasutamine näitab ka seda, et pärast akude rühmitamist on elektriline jõudlus üsna suurepärane, mis võib tagada puhta elektribussi igapäevase kaubandusliku töö.
Eelised
Kütusesõidukite asendamine elektrisõidukitega on linnade keskkonnareostuse lahendamiseks parim valik, mille hulgas liitiumioonioonakud on pälvinud teadlaste suurt tähelepanu. Rongisiseste ioonpatareide elektrisõidukite nõuete täitmiseks on kõrge ohutuse, hea jõudluse ja pika tööeaga anoodimaterjalide väljatöötamine kuum ja keeruline punkt. Kaubanduslikus liitiumioonaku katoodis kasutatakse peamiselt süsinikmaterjali, kuid liitiumaku, mille katoodiks on süsinik, on rakendamisel siiski mõningaid puudusi:
1. Liitiumdendriidid sadestuvad ülelaadimise ajal kergesti, mis põhjustab aku lühise ja mõjutab liitiumpatareide ohutust;
2. SEI-filmi on lihtne moodustada, mis toob kaasa madala esimese laadimise ja tühjendamise efektiivsuse ning suure pöördumatu võimsuse;
3. Süsinikmaterjali platvormi pinge on madal (liitiummetalli lähedal) ja seda on lihtne põhjustada elektrolüüdi lagunemist, mis toob kaasa võimalikke ohtusid ohutusele.
4. Liitiumioonide interkalatsiooni ja deinterkalatsiooni protsessis muutub maht oluliselt ja tsükli stabiilsus on halb.
Spinellil Li4Ti5O12 on süsinikmaterjalidega võrreldes ilmseid eeliseid:
1. see on nulltõmbega materjal, millel on head tsükli jõudlus;
2. tühjenduspinge on stabiilne ja elektrolüüt ei lagune, mis parandab liitiumpatareide ohutust;
3. Võrreldes süsinikkatoodmaterjalidega on liitiumtitanaadil kõrge liitiumioonide difusioonikoefitsient (2 * 10–8 cm2 / s) ning seda saab laadida ja tühjendada suure kiirusega.
4. Liitiumtitanaadi potentsiaal on suurem kui puhta metalli liitiumil, seega on liitiumdendriite keeruline toota, mis annab aluse liitiumpatareide ohutuse tagamiseks.
Puudused
1. Võrreldes muud tüüpi liitiumioonioonakudega on energia tihedus väiksem.
2. Gaaside tekke probleem on alati takistanud liitiumtitanaadi patarei kasutamist.
3. Võrreldes muud tüüpi liitiumioonioonakudega on hind kõrgem.
4. Aku konsistentsis on endiselt erinevusi, mis suurenevad järk-järgult koos laadimis- ja tühjenemisaja pikenemisega.
