Milline liitiumtitanaatpatarei on parem kui liitiumraudfosfaat ja ka kolmekomponentne liitiumaku?

Praegu kasutavad peamised uued energiaveoautod katoodtoodetena peamiselt liitiumakusid koos liitiumraudfosfaadiga või kolmekomponentsete materjalidega, millel mõlemal on oma eelised uute energiaga sõiduautode ja uute jõuautode valdkonnas. Niisiis, mis on parem liitiumtitanaadi aku, liitiumraudfosfaadi ja kolmekomponendilise aku jaoks?

See algab ka 3 aku jõudlusega. Nagu me kõik teame, määrab liitiumioonakude jõudluse peamiselt positiivne elektrood, ebasoodne elektrood, elektrolüüt ja ka eraldaja. Soodsad ja ka ebasoodsad elektroodide materjalid mõjutavad otsustavalt aku elutähtsaid näitajaid, nagu mahutavus, energiapaksus, tsükli eluiga, ohutus ja turvalisus, hinnaefektiivsus, aga ka kulu.

Ehkki soodsa elektroodi materjalina kasutatakse täpselt sama kolmekomponenti, rikub liitiumtitanaatpatarei aku traditsioonilist kaasaegset tehnoloogiat, mille kohaselt kasutatakse vastandelektroodina grafeeni, ja kasutab vastandelektroodina liitiumtitanaati, mis muudab selle kaaslaste silmis kõrvalekalleks. Kuid just liitiumtitanaadi enda omadused muudavad selle materjali aku hämmastavate omadustega.

Võttes näidetena liitiumraudfosfaat-grafeeni, kolmekomponentse grafeeni ja ka kolmekomponentse liitiumtitanaadi liitiumioonakud, siis ainuüksi energia paksuse poolest on liitiumtitanaatpatareid miinuses. Northeast Securities Study Report selgitas, et liitiumraudfosfaatpatarei olemasolev reaalne teatud energia on 100-120Wh/kg ja ka kolmekomponentaku 150-200Wh/kg. Nende hulgas ulatub TSLA kasutatav nikkel-koobalt-alumiinium kolmekomponentne aku võimsus 252 Wh/kg. Yinlongi liitiumioon-titanaadi aku võimsus on vaid 90 Wh/kg, mis on vaid viiskümmend protsenti mõne grafiitanoodi toote akust.

Hinna osas pole liitiumtitanaadi akudel eeliseid. Praegu koosnevad Yinlongi liitiumtitanaatpatarei toorained nii titaanhüdroksiidist kui ka liitiumhüdroksiidist, mille maksumus on suurem kui grafiidianoodi materjalidel. Minu riigi akuvõrgu uuringutulemuste kohaselt on liitiumraudfosfaat- ja kolmekomponentsete akude praegune hind 1100 jüaani/kwh –1200 jüaani/kwh, samas kui liitiumtitanaadi aku kulu on seotud 2-3-kordse kolmekomponentse akuga. Kuidas liitiumtitanaatpatareid turul valmivad? Kahtlemata on see tema enda ainulaadsed eelised, mis mõned sektori inimesi ümber paigutasid.

Esiteks, arvestades akude kõige olulisemaid ohutusmärke, jääb liitiumtitanaat silma.

Kui ebasoodsa elektroodiproduktina kasutatakse liitiumtitanaati, on võimalik süsteem koguni 1,55 V, mis on rohkem kui 1 V kõrgem kui tavapärase grafiit-negatiivse elektroodi materjali puhul. Kuigi osa võimsustihedusest kaob, näitab see ühtlasi, et aku on palju turvalisem. Tehniline ekspert Lu Blu-ray ütles, et vajadus ebasoodsa elektroodipinge järele väheneb aku kiirel tasumisel märkimisväärselt, kuid kui see on ka madal, on liitiumioonaku suhtes kalduvus väga aktiivse metallliitiumi sadestumisele. See liitiumioon ei ole mitte ainult juhtiv, vaid reageerib ka elektrolüüdiga. Seejärel käivitatakse soe ja süttivad gaasid, mis tekitavad tulekahju. Liitiumtitanaat ei lase elektroodi ebasoodsal pingel olla 0 kõrgema 1V pinge tagajärjel, mis kaitseb kaudselt liitiumioonide sadestumise eest, tagades seega aku ohutuse ja turvalisuse.

Kuna liitiumtitanaatpatarei saab turvaliselt kasutada nii kuumas kui ka madala temperatuuriga keskkonnas, peegeldab see ka selle olulisi eeliseid laia temperatuuritaluvusega (eriti vähendatud temperatuuritaluvusega). Praegu on Yinlongi liitiumtitanaatpatarei ohutu töötemperatuuri variatsioon vahemikus -50 kraadi kuni 65 kraadi, samal ajal kui tavaliste grafiitanoodpatareide energia hakkab degenereeruma, kui temperatuuritase on alla -20 kraadi ja laadimisvõime -30 kraadi juures on vaid 14% üldisest arveldusvõimest, talvel see lihtsalt ei tööta.

Veelgi enam, kuna liitiumtitanaatpatarei kogust saab reguleerida vaid 1% võrra isegi ülelaadimise korral, nimetatakse seda nullpingetooteks, mis muudab selle väga pika eluea. Yinlongi esimees Wei Yincang ütles, et Yinlongi liitiumtitanaadi aku eluiga võib ulatuda kolme aastakümneni, mis võrdub sõiduautode ja veoautode kasutusiga, samas kui keskmise grafiit-anoodi materjalist aku eluiga on vaid 3-4 aastat. Kogu eluprotsessi seisukohalt on liitiumtitanaadi aku kulu madalam.

Liitiumtitanaadi viimane eelis on selle tugev kiire tasu, tühjendusvõimsus ja ka kõrge laadimishind. Praegu on Yinlongi liitiumtitanaadi aku arveldusmäär 10C või võib-olla 20C, samas kui tavalise grafiitanoodi toote laadimishind on vaid 2C-4C.

Nende liitiumtitanaatpatareide tehniliste omaduste põhjal usuvad tööstusharu asjatundjad, et need vastavad uute energiabusside ja ka suuremahuliste energiasalvestusseadmete nõudmistele. Võtame näiteks bussi, üksildase reisi kilometraaž ei ületa tavaliselt 40 kilomeetrit, nagu ka iga terminalijaama vaheline hetkeintervall ja ka ootamine, kuni järgnev eraldus läheb minimaalselt paari minutini. Praegu ei mõjuta liitiumtitanaadi aku vähenenud võimsustiheduse negatiivne aspekt automaatset kasutamist, kuid see peegeldab aku kiire arveldamise eeliseid. Ühistranspordina on bussid tegelikult tõstnud kõrgemaid nõudeid ohutuse ja turvalisuse ning ka akude vastupidavuse osas.