Аккумуляторы титан производитель: !Производитель автомобильных аккумуляторов Titan — Автомобильные аккумуляторы

российский производитель аккумуляторов, описание различных моделей

Многие автолюбители полагают, что аккумуляторные батареи российского производства обладают низкими техническими характеристиками, изготавливаются из материалов ненадлежащего качества. По этой причине часто спрос на отечественные АКБ значительно уступает спросу на иностранные устройства. Однако современные технологии позволяют российским компаниям выпускать аккумуляторы, которые по качеству нисколько не уступают зарубежным. Примером батареи, отвечающей всем стандартам, является аккумулятор Титан Арктик.

Особенности производства

Выпуском батарей марки titan arctic занимается российское предприятие под названием «Торговый дом TUBOR». Одно из крупнейших производств нашей специализируется на выпуске аккумуляторов свинцово-кислотной категории. В ассортименте присутствуют собственные марки (Titan, Cobat и другие), иностранные устройства всем известной немецкой компании Bosch и турецкой компании Mutlu.

Все они представлены в разном ценовом диапазоне:

• бюджетные;
• средней стоимости;
• категории премиум.

Завод, выпускающий АКБ titan arctic, имеет внушительные размеры (более восьми тысяч квадратных метров) и самое новое техническое оборудование, наладкой которого занимались специалисты всемирно известного концерна Exide Technologies. Многие работники завода прошли курс обучения в Exide Technologies.

Благодаря этому удалось добиться высокого качества выпускаемой продукции, которая пользуется большим спросом. Сейчас АКБ Титан Арктик с успехом реализуется в России и в государствах СНГ.

Модели автомобильных аккумуляторов Титан

Завод по изготовлению аккумуляторных батарей получил несколько лицензий на производство. Первой была лицензия на выпуск устройств по кальциевой технологии, затем в 2003 году был получен сертификат международного класса ISO 9001, что позволило компании изготавливать аккумуляторы гибридного типа, отличающиеся от кальциевых улучшенными характеристиками. Следующим этапом была сертификация ISO TS 16949 в 2007 году. За годы работы технология производства была модернизирована,

в результате чего аккумулятор титан арктик был представлен следующими моделями:

• Standart. В линейке продуктов titan эта модель занимает позицию между бюджетными устройствами и флагманскими аккумуляторами. Изготавливается по кальциевой технологии, подходит для применения в машинах российского и зарубежного производства, для которых характерен ограниченный спектр потребителей электричества. Стандарт лишён индикатора заряженности аккумулятора и не имеет специального комплекта пластин. Благодаря невысокой стоимости его могут позволить себе приобрести многие автолюбители. Небольшая цена никак не отражается на качественных данных устройства.
• Euro Silver. АКБ этого типа выпускается в соответствии с технологией Ca-Ca плюс Silver с применением пластин, легированных серебром. Молекулы серебра дополнительно снижают уровень испарения электролита, тем самым продлевают срок службы аккумулятора. Батарея Euro Silver характеризуется повышенным током холодной прокрутки, минимальным саморазрядом. Пластины имеют высокую степень защиты от коррозии, благодаря пробкам с лабиринтной системой и пламегасителям исключается утечка электролита, а эксплуатация батареи становится более безопасной. Пусковая мощность наращивается за счёт увеличения пористости активной массы. Увеличение пускового тока происходит за счёт использования большего количества пластин. Эта модель представляет собой АКБ премиум-класса для автомобилей, оснащённых большим количеством разного электрооборудования.
• Asia Silver. Изготавливается по тому же принципу, что и Euro Silver, размеры её корпуса и клемм соответствуют азиатскому типу. Рассчитана на автомобили азиатского производства как ввезённые из-за рубежа, так и собранные в России.
• Arctic Silver. Пластины её электродов обладают особыми свойствами, площадь их соприкосновения с электролитом увеличивается на 10%. Аккумулятор titan arctic может эксплуатироваться в условиях экстремально низких температур (до -50 градусов). Корпус аккумулятора также устойчив к отрицательным температурам и ударам.

Специально для сельскохозяйственной техники, автобусов и грузовых машин разработана модель Maxx. Она характеризуется увеличенным показателем стартерного тока. Корпус аккумуляторной батареи серии Maxx устойчив к сильным вибрациям, возникающим во время езды.

Батареи для мотоциклов

Эта отдельная серия АКБ титан Moto выпускается для мотоциклов разного типа. Технология Heavy Duty, используемая при производстве, предотвращает осыпание пластин, вызванное вибрациями при эксплуатации техники. Высокое значение стартового тока и повышенная устойчивость к вибрациям позволяют использовать такие батареи на снегоходах, водных мотоциклах и квадроциклах. Протекание электролита в этих аккумуляторах исключается.

Аккумуляторы автомобильные Титан Арктик являются не единственной продукцией, выпускаемой компанией «Торговый дом TUBOR».

Помимо этого, компания производит аккумуляторы Cobat, Tubor, Vaiper, Bat. Независимо от марки, все аккумуляторные батареи этого производителя характеризуются высоким качеством, хорошими техническими показателями и пользуются спросом у автолюбителей.

Окей АВТО — аккумуляторы Титан для автомобиля в Уфе

Аккумуляторы Титан в Уфе

Наш магазин предлагает вам выгодно купить аккумуляторы Титан в Уфе, и рад предложить для вас доступные, оптимальные цены. В каталоге представлен полный ассортимент этого производителя на выгодных условиях!

Данный вид батарей выпускает отечественный производитель «TUBOR», который является одним из лидеров рынка свинцово-кислотных АКБ. На данный момент этот завод — подразделение американской компании Exide Technologies. Именно сотрудничество с зарубежными специалистами позволило этому производителю занять лидирующие позиции среди потребителей. Современное оборудование и постоянное внедрение новых технологий позволяет Tubor создавать качественную продукцию.

Особенности аккумуляторов Titan

Эти АКБ относятся к классу необслуживаемых – отсутствует необходимость доливки электролита.

Линейка аккумуляторов Titan в Уфе представлена несколькими моделями с существенно различными техническими характеристиками:

1. Серия Standart предназначается для российских авто и подержанных иномарок с невысоким потреблением электроэнергии. В производстве этой серии используется современная кальциевая технология, но в них отсутствует индикатор заряда батареи.
2. Титан Euro предназначены для машин европейского и отечественного производства. Эти АКБ отличаются увеличенным током прокрутки и устойчивостью к коррозии. Подходит для авто с большим количеством электронной техники на борту.
3. Линейка Arctic изготавливается по той же технологии что и стандартная серия с применением серебра при изготовлении пластин. Особый упор делается на эффективную работу при экстремально низких температурах, по словам производителя, эта батарея способна выдержать морозы до -50 градусов. Корпус выполняется из особого пластика, а крышка имеет особую систему пробок, что обеспечивает дополнительную безопасность.
4. Серия Asia изготавливается для машин азиатского происхождения, ввезённых из-за границы или изготовленных на российских заводах. Они отличаются азиатским типом клемм и типоразмером корпуса.
5. Аккумулятор Титан EFB – батарея, изготовленная по новейшей технологии. Это улучшенная свинцовая АКБ с жидким электролитом. За счет увеличенной толщины платины обеспечивается более долгий срок эксплуатации. Данный тип отличается устойчивостью к глубоким разрядам и улучшенными показателями пускового тока.

Приобрести любой продукт вы можете просто позвонив нам по телефону. Задавайте нашим специалистам интересующие вопросы и оформляйте доставку прямо по телефону.

В ассортименте магазина «Окей АВТО» вы так же можете найти линейку грузовых аккумуляторов. У нас представлены популярные и проверенные производители и оптимальные цены!

характеристики, свойства и модификации АКБ Titan

Автомобильные аккумуляторы Titan созданы с использованием современных технологий. Рассчитаны они на интенсивные нагрузки, некоторые модели могут функционировать в достаточно жестком режиме. АКБ Титан устанавливают как на бюджетные автомобили, так и на машины класса премиум.

Особенности аккумуляторов Titan

Аккумулятор Titan производится с 1999 года. Производство было налажено на нижегородском заводе Tubor. Это один из самых крупных производителей свинцово-кислотных аккумуляторов в России.

АКБ Титан отличается увеличенным резервом мощности. После продолжительного простоя батарее не потребуется подзарядка. Благодаря герметичности корпуса риск протечки электролита исключен независимо от положения АКБ.

Выдерживает резкие колебания температуры и сильные морозы, например, аккумулятор Титан серии Арктик способен нормально функционировать при температурных значениях до -50 по Цельсию.

При высоком качестве аппарат имеет доступную цену. АКБ соответствуют международным стандартам и нормам. При правильном хранении и эксплуатации прослужат долго. Работают как с дизельными, так и с бензиновыми двигателями.

Аккумуляторы Титан можно отнести к универсальным. Они применимы во всех видах транспортных средств, в ИБП, даже в плавсредствах – катерах и моторных лодках.

В легковых авто с системой «старт-стоп» нет необходимости следить за уровнем электролита, аккумуляторы Titan с технологией EFB для легковушек выпускаются необслуживаемыми. Для остальных видов авто производятся гибридные, требующие обслуживания, и кальциевые малоообслуживаемые.

Виды аккумуляторов Titan

АКБ Титан представлен в нескольких модификациях. Разработаны следующие серии:

Arctic

Название оправдано, так как эта модель способна работать при низких показателях температуры окружающей среды, двигатель можно без завести даже при сильных морозах.

Titan Arctic Silver – кальциевая АКБ в пластиковом морозостойком удароустойчивом корпусе, с улучшенной пожаробезопасностью. В производстве использована технология Nord Drive.

Asia Silver

Предназначен для азиатских моделей авто, отличается невысокой емкостью и меньшим весом, имеет азиатский типовой размер корпуса и клемм. Оснащен ручкой для удобства транспортировки.

Standart

Подходит для большинства легковых авто, модель характеризуется средними эксплуатационными характеристиками и невысокой ценой, модель подходит для грузовых и легковых авто.

Titan Euro Silver

Их ставят на европейские модели, допускается использование множества дополнительных электроприборов.

EFB

Характеризуются длительным рабочим ресурсом, совместимостью со Start-stop system. Применимы как в транспортных средствах легкового типа, так и в источниках БП, и в моторных плавательных средствах.

Titan Maxx

Корпус модели устойчив к вибрациям и механическим воздействиям. Устройства этой серии предназначены для установки в тяжелые транспортные средства, специализированную технику, в том числе функционирующую в зимний период.

Moto

Согласно названию, модель предназначается для всех типов мотоциклетной техники. В производстве задействована технология Heavy Duty, увеличивающая стойкость пластин к осыпанию от вибраций.

Правила выбора аккумулятора

При покупке аккумуляторной батареи для автомобиля или другого вида транспорта следует учитывать ряд факторов, среди которых:

• пусковая мощность – должна быть достаточной, чтобы мотор работал полноценно;
• емкость – выбирают в соответствии с показаниями завода-изготовителя;
• полярность – при ее нарушении вся электросистема повреждается;
• параметры – чрезмерная масса повышает уровень расхода топлива.

Неверно подобранный АКБ способен вызвать нарушения в работе автомобиля и последующий дорогостоящий ремонт.

Titan аккумуляторы: преимущества и подробные характеристики

Аккумуляторы Titan, выпускаемые на заводе в Нижнем Новгороде, являются модельным ответвлением известного мирового бренда Tudor. Они разрабатываются согласно технологии Sb/Ca, в которой пластины делают из свинца вперемешку с кальцием.

Отличия, преимущества

Из особенностей аккумуляторов Titan выделяют достаточный показатель надёжности и невысокую стоимость. Это и является причиной высокого спроса на данные АКБ в России и ближнем зарубежье. Показатель ёмкости моделей «Титан» достигает 75 ампер, что во многих случаях достаточно для обеспечения энергии легковых автомобилей иностранного и местного производства с классической схемой электрики.

Линейка Titan включает также премиальные модели, но их цена не слишком отличается от бюджетных. Таким образом, полностью оправдывается название данных аккумуляторов, популярное в народе — бюджетники с хорошим качеством.

Модельный ряд

Наибольшим спросом пользуются две основные серии производителя. Изделия Titan EURO Silver могут ставиться на любые модели авто российского и европейского производства. Батареи создаются по технологии Ca/Ca+Silver, что означает легирование пластин серебром. Поэтому аккумуляторы из этой линейки отличаются более высокими стартерными токами, способны запускать двигатели при низких температурах. Отличаются они также низким показателем саморазряда, устойчивостью к коррозии, увеличенным эксплуатационным ресурсом. Помимо этого батареи серии Titan EURO Silver пожаробезопасны, оснащены моноблочной крышкой с лабиринтной схемой газоотвода.

	Емкость, Ач/Пусковой ток, А	Размеры в мм	Полярность	Цена, руб
АККУМУЛЯТОР TITAN EURO SILVER 6СТ-110.1	110 и 950	352x175x190	прямая	7750
АККУМУЛЯТОР TITAN EURO SILVER 6СТ-110.0	110 и 950	352x175x190	обратная	7750
АККУМУЛЯТОР TITAN EURO SILVER 6СТ-95.0	95 и 920	352x175x190	обратная	7300
АККУМУЛЯТОР TITAN EURO SILVER 6СТ-85.0	85 и 800	315x175x175	обратная	6450
АККУМУЛЯТОР TITAN EURO SILVER 6СТ-74.0	74 и 700	278x175x175	обратная	5650
АККУМУЛЯТОР TITAN EURO SILVER 6СТ-76.1	76 и 730	278x175x190	прямая	5550
АККУМУЛЯТОР TITAN EURO SILVER 6СТ-65.1	65 и 650	242x175x190	прямая	4950
АККУМУЛЯТОР TITAN EURO SILVER 6СТ-60.0	60 и 600	242x175x175	обратная	4900
АККУМУЛЯТОР TITAN EURO SILVER 6СТ-63.1	63 и 630	242x175x190	прямая	4800

Titan Standart занимает промежуточное место между элитной линейкой «Сильвер» и другими, более бюджетными сериями. Эти аккумуляторы отлично подойдут для отечественных авто и подержанных иномарок, в которых нет большого количества электрических потребителей. Технология выпуска отличается от EURO Silver. Здесь используется SB/Ca — гибридная схема производства, делающая аккумы устойчивыми к глубоким разрядам и стабильными к несовершенной системе подзаряда. Цена на модели снижена, так как нет индикатора уровня заряда и специального набора пластин.

	Емкость и пусковой ток, Ач и А	Размеры в мм	Полярность	Цена, руб
TITAN STANDART 6СТ-190.3 ST	190 и 1250	513x223x223	прямая	10300
TITAN STANDART 6СТ-90.0 ASIA	90 и 750	306x173x225	обратная	5700
TITAN STANDART 6СТ-72.0 ASIA	72 и 640	265x173x223	обратная	4900
TITAN STANDART 6СТ-75.1	75 и 700	278x175x190	прямая	4600
TITAN STANDART 6СТ-75.0	75 и 700	278x175x190	обратная	4500
TITAN STANDART 6СТ-66.1	66 и 600	278x175x190	прямая	4400
TITAN STANDART 6СТ-62.0 ASIA	62 и 550	232x173x225	обратная	4200
TITAN STANDART 6СТ-62.1	62 и 570	242x175x190	прямая	4000
TITAN STANDART 6СТ-55.1	55 и 470	242x175x190	прямая	3700

Как отличить подделку?

Из-за того что аккумуляторы «Титан» являются линейкой Tudor, их активно подделывают. И не каждый эксперт, если копирование выполнено на высшем уровне, быстро отличит её от подлинника. Делают их из того же свинца с сурьмой, заливают таким же электролитом и даже упаковывают в одинаковый полипропиленовый корпус. Но отличия найти можно.

В первую очередь такая АКБ изготовлена хуже, так как сборка проводится на устаревшем оборудовании с использованием не самого чистого сырья. Рабочая сила, которая собственно и делает аккумуляторы, получает очень мало денег, чуть больше себестоимости свинца. Поэтому, о каком качестве тут может идти речь.

Таким образом, слабыми местами поддельных аккумуляторов, по которым можно определить их, являются:

• непрезентабельный внешний вид — стык между корпусом и крышкой просто заделывается мастикой, и ожидать ровного шва или его отсутствия не приходится;
• отсутствие настоящей голограммы — только переклеенные бумаги, ведь «пираты» часто не беспокоятся по поводу оригинальной маркировки, да и оборудования у них часто для этого не хватает;
• другие цвет, дизайн и даже полярность — это уже результат отсутствия времени, так как кустарное производство нацелено на количественный результат, а не качество.

Некоторые мошенники специально печатают неправильные названия, чтобы хоть как-то обезопасить себя от авторского преследования.

Также, чтобы не попасть впросак и купить оригинальную батарею, следует:

• просить сопутствия модели полным перечнем документов, включающим инструкцию по эксплуатации, сертификаты качества;
• покупать батареи только в плотной картонной упаковке, с качественно нанесённой аэрографией и водоотталкивающим слоем;
• обходить мимо партии батарей, не имеющих регистрационного номера, по которым можно проверить продукцию на сайте.

Эрик	Первый аккумулятор TITAN 60AU № 0506081 купил 31 .08.2008 года. Была гарантия 2 года. Неожиданно сломался в ноябре 2010 года. Аккумуляторы часто ломаются с первыми морозами. Сдать в магазин не смог гарантия кончилась. Второй на 61 Ач с добавление серебра проработал 1,5 года, сломался сегодня (на нем наклеен гарантийный талон на 3 года). Зеленый огонек светится, плотность и уровень электролита в норме, стартер не тянет, просаживает до 2 В. С другим аккумулятором стартер заводит, дальний и ближний свет горят без просадки. Документ магазина пока не нашел, вернуть не могу. Больше никогда не куплю. А в рекламе наклеено, что особенный тип виброустойчивых батарей.
Мастуда	Если АКБ выходит из строя очень быстро, то стоит проверить зарядное напряжение. Если производитель рекомендует поддержвающий режим хх, х В, то не стоит эксперементировать на своих авто с реле заряда заточенными под 14В зарядного напряжения. В мороз главное чтобы АКБ был в заряженном состоянии. В свое время возникла необходимость замены АКБ, встал вопрос: «На что?» Кто-то советовал Варту, кто-то Бош, и т. д… В общем кто что юзал, то и советовал. По сфере своей деятельности сталкиваюсь с эксплуатацией герметичных AGM и гелевых АКБ (жаль их технологичесикие особенонсти не позволяют воткнуть их в авто), и решил поинтересоваться у компетентных спецов может они сталкивались с автомобильными и что думают о существующих марках. К слову сказать ответ получил в одной лаборатории, в которой свои АКБ тестил. По «Всему множеству» марок отзывов не дали, но посоветовали обратить внимание на Титан, они их тестили и получили ровные результаты и хорошую кореляцию с заявленными характеристиками.
Саша, Иртыш	занимаюсь продажей автозапчастей, мне посоветовали взять на продажу аккумулятор титан 6ст-60 мол шорошее качество. С 10-ти проданных, 8 вернули назад, не выходили даже свою гарантию, я в шоке!! На данный момент, торгую аккумуляторами Сада, % брака со ста проданных — 5 шт. могут быть браковаными, качеством доволен.
НикТоп	Купил себе аккумуляторную батарею «Титан» по советам знакомых и не грамма не пожалел. Очень мощная батарея, если правильно пользоваться и заряжать, то этот аккумулятор может проработать до 10 лет. Лично я пользуюсь Титаном уже 6 год. Имею в своем пользовании классический автомобиль и мне по моей работе приходится часто ездить. Автомобиль заводится отлично, даже в сильные морозы, при чем при длительной стоянке авто, я не снимаю аккумулятор и потом без проблем завожу свой авто. Главное нужно постоянно следить за уровнем электролита и в необходимости доливать. Однажды я забыл выключить фары и полностью посадил аккумулятор, после зарядки я не увидел ни каких изменений в мощности. Могу посоветовать автолюбителям, имеющим проблемы с аккумулятором.

Аккумуляторы TITAN MAXX « Аккумуляторы от профессионалов

Главная > Аккумуляторы TITAN MAXX

 

Для крупногабаритного транспорта

Линейка этих батарей разработана специально для крупногабаритного транспорта и специализированной техники, например, сельскохозяйственной.

    TITAN MAX — аккумуляторная батарея высшего класса, изготовленная специально для бездорожья и сложных условий работы.

    Аккумуляторная батарея нового поколения выдерживает предельные эксплуатационные нагрузки в условиях любых дорог и экстремальных температур.

Почему?
 
1. Повышенный стартовый ток.  

Увеличение стартовых характеристик достигается за счет применения специального кальциевого сплава Sb/Ca. Значение повышенного стартового тока очевидно!

2. Виброустойчивость.  

В аккумуляторных батареях TITAN MAX применяется уникальная комплексная система HOT MELT. Нижняя часть пластин заливается специальным составом герметика, в результате чего они надежно фиксируются и дополнительно прикрепляются ко дну батареи. Это позволяет предохранить автомобильный аккумулятор от обрыва в электрической цепи, от повреждения ножки пластины и осыпания активной массы. Представьте, что вы сидите в комфортном спортивном сиденье с боковой поддержкой, ремнями безопасности и чувствуете себя с автомобилем одним целым.

3. Минимальное  выкипание воды.  

Процесс выкипания грозит оголением пластин и, как следствие, разрушением и осыпанием активной массы. Конечно, воду можно просто долить в аккумуляторную батарею, но кому же хочется иметь дело с агрессивной средой электролита, да и помнить- про это не всегда получается. Задача решается тремя путями. Во-первых. добавления кальция в пластины приводит к значительному замедлению этого процесса.

Во-вторых. в автомобильных АКБ TITAN MAX уровень электролита над пластинами значительно выше, чем в традиционных батареях. В-третьих, применяются пробки со специальной лабиринтной системой. Испарения, попадая в пробку, конденсируются и в виде воды стекают обратно в аккумуляторную батарею.

4. Сепараторы: DARAMIC-HP. 

Это импортные сепараторы нового поколения. Они выполнены из особо прочного материала, который улучшает электрические показатели автомобильного аккумулятора и предотвращает замыкание. Применение сепараторов позволяет избежать осыпание свинцового шлама на дно автомобильного аккумулятора, тем самым предотвращая короткое замыкание между пластинами.

5. Клеммы HOFMANN.  

 Новинка, применяющаяся только в аккумуляторных батареях TITAN MAX. В традиционных батареях клеммы делаются методом литья. Холоднокованые клеммы HOFMANN обладают гораздо меньшей  пористостью и,  соответственно, повышенной   токопроводностью    и    стойкостью    к окислению.   Также   очевидна   высокая   прочность. Известно, что кованые колеса практичнее и прочнее, чем литые. Все перечисленные новинки приводят к увеличению срока службы аккумуляторных батарей. И еще одна новинка аккумуляторы для грузовых автомобилей TITAN MAX оснащены индикатором состояния. Он призван облегчить проверку состояния батареи. Почему-то до сих пор считалось, что для водителей грузовиков удобства ни к чему. Но у конструкторов TITAN MAX на этот счет свое мнение!

Создан для работы в самых сложных климатических условия, удовлетворяет самым строгим требованиям. 

 Нет выброса кислотного аэрозоля, нет утечки электролита даже в случае наклона.

 Низкий саморазряд. Увеличенный срок хранения; не требует подзарядки при хранении в течение более года. 

Улучшенные электрические характеристики (ток холодного разряда, резерв мощности, перезаряжаемость), делающие аккумулятор более надёжным в отношении электрооборудования автомобиля. 
Максимальная надёжность; новая технология обеспечивает большой срок службы аккумулятора без отказов и старения (более 5 лет). 
Предназначен для сложных условий работы (с амплитудой перепада температур от -50˚С до +60˚С).

 

Марка	Ёмкость (A*ч)	Ток (А)	Вес (кг)	Габариты (ДхШхВ)
TITAN MAXX 195а*ч	195	1250	46,0	513х223х218
TITAN MAXX 225а*ч	225	1500	60,0	518х273х213

 

Copyright ©

Перейти к каталогу

Виды автомобильных аккумуляторов Титан и их достоинства

Аккумуляторы «Титан» созданы для установки в легковые или грузовые автомобили. Под этим брендом выпускаются как бюджетные, так и дорогостоящие модели. Они способны выдерживать большие нагрузки и функционировать в любых условиях.

Разновидность аккумуляторов Титан.

Как правильно подобрать аккумулятор Titan

Чтобы правильно выбрать аккумулятор, нужно уметь расшифровывать маркировку, нанесенную на корпус. Обращают внимание и на марку автомобиля.

Важными являются технические характеристики батареи:

1. Пусковая мощность. Силу тока выбирают с учетом параметров, заявленных производителем транспортного средства. Если пусковая мощность АКБ отклоняется в меньшую сторону, двигатель не запустится. При высокой силе тока стартер может выйти из строя.
2. Способность к накоплению заряда. Здесь ориентируются на количество потребителей энергии и мощность силового агрегата. Батареи малой емкости часто становятся неисправными из-за перезаряда. Выбор слишком большого показателя приводит к неоправданным затратам.
3. Размещение токовыводов. Полярность бывает прямой или обратной. Различие заключается в расположении клемм. При неправильном подключении можно вывести из строя всю бортовую сеть.
4. Размер корпуса. Неправильно подобранная АКБ не входит в специально отведенное для нее гнездо. Установка батареи большого веса увеличивает расход топлива.

Особенности и преимущества моделей АКБ Titan

Популярность у автовладельцев продукция «Титан» получила благодаря таким особенностям:

Аккумулятор Титан обладающий увеличенной мощностью.

1. Увеличенная мощность. Аккумулятор Titan выдерживает высокие нагрузки без повреждений и утраты рабочих качеств.
2. Минимальный саморазряд. Батарею не подзаряжают после длительного хранения.
3. Работа при любых температурах. Емкость не снижается в морозную погоду, благодаря чему АКБ можно использовать в регионах с суровым климатом.
4. Герметичность. Электролит не выводится наружу при изменении положения корпуса, что обеспечивает безопасность устройства для человека.
5. Хорошее соотношение цены и качества.

Модельный ряд аккумуляторов

Под маркой «Титан» выпускается несколько серий аккумуляторов, различающихся рабочими характеристиками, стоимостью и условиями использования.

Для российских машин подойдет линейка «Стандарт». АКБ «Азия» устанавливаются на японские и китайские автомобили. Для габаритного транспорта предназначена серия Maxx.

Titan Standart

Эта серия относится к средней ценовой категории. Изделия отличаются от аккумуляторов других типов технологией производства. Батарею можно отнести к гибридным источникам энергии. Положительные электроды изготавливают из малосурьмянистого сплава, отрицательные — из свинцово-кальциевой смеси.

Аккумулятор Титан серии Стандарт.

АКБ нечувствительна к критическому разряду. Она хорошо работает даже в автомобилях с маломощными генераторами. Отсутствие индикатора заряда положительно повлияло на стоимость. По качеству батареи «Стандарт» не уступают премиум-моделям. Их часто устанавливают в автомобили с небольшим количеством электронных устройств.

Titan Euro Silver

В эту серию входит несколько моделей, созданных для установки в российские и европейские автомобили. Технология производства подразумевает обработку пластин серебром. Это увеличивает силу стартового тока и срок службы аккумулятора. От остальных моделей батарея отличается небольшим показателем саморазряда. Пластины устойчивы к коррозии, что снижает риск короткого замыкания, вызываемого разрушением деталей. Внедрение пламегасителей и лабиринтной системы позволило повысить показатель безопасности прибора.

Titan Asia Silver

Расшифровка названия свидетельствует о том, что серия разработана специально для азиатских автомобилей, сборку которых осуществляют в России. Аккумуляторная батарея имеет соответствующие габариты корпуса и расположение токовыводов. Как и у моделей предыдущей серии, электроды покрыты серебром.

Titan Arctic Silver

Изделия серии «Арктик» производятся с использованием кальциевых электродов, покрытых серебром. Это позволяет устройствам бесперебойно работать при низкой и высокой температуре. Площадь контакта пластин с кислотным раствором повышена на 10%.

АКБ Arctic Silver имеют большую силу пускового тока, что позволяет запустить мотор при температуре воздуха -50°С. Корпус сделан из прочного полимера, устойчивого к механическому повреждению и замораживанию. Крышка снабжена лабиринтными пробками.

Аккумулятор Титан серии Арктик.

Titan Maxx

Эта серия создана для установки в габаритные автомобили: пассажирский транспорт, сельскохозяйственную и строительную технику. Батареи отличаются высокой силой пускового тока, что объясняется особой технологией производства металлических деталей. Корпус изготовлен из высокопрочного пластика, нечувствительного к ударам и падениям.

Titan Moto

Автомобильные аккумуляторы «Мото» разработаны для внедрения в малогабаритные транспортные средства. Преимущество устройств этой линейки — герметичность корпуса. Утечки кислотного раствора нет даже при долгом использовании.

При производстве элементов питания применяется методика Heavy Duty. Этот способ увеличивает срок службы пластин, препятствуя их разрушению при вибрации мотоцикла. Батареи серии «Мото» можно устанавливать в снегоходы, гидроциклы и квадроциклы.

Cobat Energy

Источники питания этой серии имеют приемлемую цену и высокое качество. Технические характеристики отвечают современным стандартам. Аккумуляторы Cobat Energy относятся к гибридным приборам, отличающимся низким уровнем саморазряда.

 

 

Tubor OEM

Аккумуляторы Cobat Energy относятся к гибридным приборам.

Показатель испарения электролита минимален. Поэтому АКБ данной серии можно отнести к необслуживаемым. Корпуса производятся из ударопрочного пропилена. Удобство демонтажа и переноски обеспечивает ручка.

Tuor OEM

Этой моделью аккумуляторов комплектуются некоторые новые автомобили. Серия прошла множество испытаний, включая измерение уровня саморазряда, оценку герметичности и определение срока эксплуатации. Вода из электролита практически не испаряется, поэтому аккумулятор не придется регулярно обслуживать. Корпус не повреждается при падениях или ударах. Батареи подходят для использования в городских условиях.

Vaiper

Изделия этой серии выпускаются по гибридной технологии. Они нечувствительны к критическому разряду и перезаряду. Силы пускового тока хватает для запуска двигателя в любых климатических условиях.

Модель Vaiper имеет приемлемую цену, хорошие рабочие характеристики, высокое качество сборки.

Batrex

Аккумуляторы выпускаются по немецкой технологии, они долго держат заряд, работают в условиях сурового климата. Устранение неактивного слоя, расположенного между электродами и электролитом, позволило увеличить токопроводимость. Для этого используют разрыхлитель.

Специальные присадки улучшают контакт кислотного раствора с пластинами. Батарея нечувствительна к вибрации или перезаряду.

Bat

Серия отличается наименьшей стоимостью. Отказ от применения дорогостоящих технологий позволил создать дешевые модели, обладающие средними рабочими качествами. Аккумуляторы Bat подойдут для установки в отечественные автомобили, не оснащенные большим количеством электроники.

Мне нравитсяНе нравится

Батареи — Venator

Являясь надежным поставщиком сырья для международной аккумуляторной промышленности, мы производим ряд материалов, предназначенных для повышения производительности в различных областях применения аккумуляторов, таких как литий-ионные, свинцово-кислотные и первично-щелочные.

Мы являемся одним из ведущих мировых производителей диоксида титана высокой степени чистоты и гордимся тем, что наши продукты помогают обеспечить энергию для батарей, которые меняют повседневную жизнь.

В коммунальной отрасли вы найдете наши аккумуляторные продукты, которые активно используются в приложениях для стационарного хранения энергии, обеспечивая резервное питание для вспомогательных услуг и микросетей в случае перебоев в электроснабжении основной сети. В мобильных приложениях наши технологии титаната лития используются в аккумуляторах, которые приводят в действие вилочные погрузчики и автоматизированные транспортные средства, помогая перемещать объекты по фабрикам и складам. Наши продукты на основе диоксида титана также могут использоваться для поддержки бортовых источников питания 12 и 48 В в приложениях для электромобильности — поддерживая привод, чтобы увеличить количество гибридных и электромобилей на дорогах.

Мы также предлагаем ряд материалов на основе осажденного сульфата бария и диоксида титана, которые могут использоваться в свинцово-кислотных аккумуляторах, таких как аккумуляторы SLI, для преодоления явления старения свинца. В литий-ионных батареях наши продукты на основе диоксида титана также используются для обеспечения безопасной, быстрой зарядки и разрядки анодных материалов из титаната лития. Добавление диоксида титана высокой чистоты к катодной пасте в первичных щелочных батареях также может улучшить стабильность при хранении и срок службы.Поэтому наши предшественники могут увеличить срок службы множества предметов в нашей повседневной жизни, таких как радио, игрушки, пульты дистанционного управления и часы.

Каким бы ни был ваш аккумулятор или производственные требования, мы уверены, что поможем вам найти правильное решение.

Прорыв в аккумуляторных батареях для титановых катодов — pv magazine International

Ученые из Москвы разработали электродный материал на основе титана для металло-ионных аккумуляторов, который, по их утверждениям, ставит под сомнение предполагаемую разумность катодного потенциала элемента и может дать исследователям «игровую площадку» для разработка экологически безопасных и экономичных электродов на основе титана.

30 марта 2020 г. Марк Хатчинс

Учитывая хорошо задокументированные проблемы в цепочках поставок многих материалов, необходимых для производства литий-ионных батарей, альтернативная химия находится в центре внимания многих исследовательских институтов, работающих в области накопления энергии. Калий может заменить литий, в то время как титан входит в число исследуемых материалов для замены кобальта в катодах.

Интерес к титану для такого использования был ограничен его явно низким потенциалом, ограничивающим удельную емкость батареи.Ученые из Российского центра энергетических наук и технологий Сколтеха (CEST) утверждают, что преодолели опасения, сделав прорыв в разработке катодных материалов для металл-ионных аккумуляторов на основе этого элемента.

Протестированный в калий-ионной батарее материал, разработанный группой — фторид титана фосфат (KTiPO ₄ F) — по сообщениям, достиг электродного потенциала 3,6 В, что означает, что батарея, в которую он встроен, могла работать при этом напряжении и не показывала никаких результатов. Емкость исчезает после 100 циклов при скорости заряда 5C (в пять раз больше тока по сравнению с емкостью аккумулятора).

Исключительно

«Это исключительный результат, который буквально разрушает доминирующую парадигму, давно существующую в« аккумуляторном сообществе », утверждающую, что материалы на основе титана могут работать только в качестве анодов из-за низкого потенциала титана», — сказал Станислав Сколтеха. Федотов, руководивший исследованиями. «Мы считаем, что открытие высоковольтного KTiPO ₄ F может дать новый импульс поиску и разработке новых титансодержащих катодных материалов с уникальными электрохимическими свойствами.”

Материал описан в статье Положительный электрод калий-ионной батареи на основе титана с чрезвычайно высоким окислительно-восстановительным потенциалом, , опубликованной в Nature Communications . В Сколтех-центре заявили, что неожиданно высокие характеристики катодного материала, вероятно, связаны с синергетическим эффектом кумулятивного индуктивного эффекта двух анионов и упорядочением заряда / вакансии.

«С точки зрения неорганической химии и химии твердого тела, это отличный пример, еще раз показывающий, что вместо того, чтобы слепо следовать общепринятым догмам, мы должны смотреть на вещи широко открытыми глазами», — добавил директор CEST Артем Абакумов.«Если вы выберете правильный химический состав, кристаллическую структуру и метод синтеза, невозможное станет возможным, и вы сможете найти новые материалы с неожиданными свойствами и новыми возможностями для практического применения. Это блестяще продемонстрировал профессор Федотов и его команда ».

Группа заявила, что ее открытие предоставило «игровую площадку» для дальнейших усилий по разработке экономичных и устойчивых материалов для будущих конструкций батарей.

Этот контент защищен авторским правом и не может быть использован повторно.Если вы хотите сотрудничать с нами и хотели бы повторно использовать часть нашего контента, свяжитесь с нами: [email protected].

Цинковая батарея Startup Eos держится на плаву в литий-ионном мире. Готова ли она к выходу на публичные рынки?

Eos Energy Storage потратил 12 лет на создание технологии, которая, по ее словам, может конкурировать с доминирующими литий-ионными батареями в области хранения электроэнергии из сети. У аналогичных стартапов закончились деньги и они оказались на обочине, но Eos выжил и теперь планирует оставить венчурный капитал и выйти на публичные рынки посредством слияния с подставной компанией.

«Компания по приобретению специального назначения» под названием B. Riley Principal Merger Corp. II объединится с Eos в четвертом квартале 2020 года, после чего стартап станет публично зарегистрированным на Нью-Йоркской фондовой бирже. Все более популярный маневр SPAC позволяет компаниям получить доступ к публичным рынкам без утомительных требований к отчетности и выездным презентациям, характерным для традиционного IPO.

«Это компания, за которой Б. Райли следил в течение нескольких лет», — сказал Дэн Шрибман, генеральный директор BPRM II SPAC, во время телефонного разговора в июне, объявив об этой возможности.«Мы твердо убеждены в том, что Eos находится на переломном этапе, который принесет нашим акционерам чрезвычайно высокую прибыль».

Стартап по производству грузовиков с нулевым выбросом, Nikola Motor использовал SPAC для публичного размещения в июне, и трейдеры быстро подняли его до рыночной капитализации, конкурирующей с Ford, несмотря на отсутствие у Николы доходов и отсутствие автомобилей в производстве. Эос и Б. Райли надеются, что их деятельность в SPAC принесет 225 миллионов долларов нового капитала для финансирования роста производства.

Но рынок аккумуляторов энергии отличается от рынка транспортных средств, и Eos выбрала особенно сложную задачу: взять на себя массово производимые и повсеместно распространенные литий-ионные батареи для хранения энергии из сети по мере появления все большего количества возобновляемых источников энергии.

Стартап ранее решал эту проблему, заявляя об агрессивно низких затратах — в 2017 году он рекламировал будущую цену в 95 долларов за киловатт-час — для продукта, коммерциализация которого заняла несколько лет больше, чем первоначально обещалось. С тех пор новая команда бывших руководителей GE возглавила Eos. Компания из Нью-Джерси поставила серию экспериментальных установок киловаттного уровня и создала внутреннюю производственную базу в Питтсбурге.

Накопители энергии — это быстрорастущий рынок, и энергетические компании вкладывают беспрецедентные суммы в проекты аккумуляторов.Но эти контракты почти всегда выигрывают хорошо известные и проверенные технологии.

Другие новые компании по хранению, включая Highview Power и Hydrostor, вложили свои ресурсы в несколько демонстрационных установок мегаваттного масштаба, а затем использовали их для разработки еще более крупных установок. Вместо этого Eos сосредоточился на строительстве небольшого количества миниатюрных электростанций, которые в совокупности производят более 1 мегаватта в полевых условиях.

После 12 лет и $ 160 млн. Eos достигла критической точки, сказал в интервью генеральный директор Джо Мастранджело.Компания больше не проверяет свои технологии, а, скорее, наращивает объемы производства в промышленных масштабах, а это требует другого рода ликвидности.

«Мы посмотрели на это и спросили:« Каков самый быстрый и экономичный способ масштабирования компании, ее производства и выхода на рынок? » — вот и все », — сказал Мастранджело о переходе на публичные рынки. «Это даст нам баланс, чтобы иметь возможность заниматься крупными проектами».

Теперь Eos должен убедить инвесторов в том, что его интеллектуальная собственность, производственная линия, пилотные проекты и якобы «значительный» поток новых бизнесов заслуживают предварительной оценки в 290 миллионов долларов.

Экзотические аккумуляторные технологии, экзотические претензии

Ставка на рост числа развертываний аккумуляторов — серьезное предложение, но Eos относится к более рискованной категории претендентов на доминирующую литий-ионную технологию.

Цепочки поставок для рынка электромобилей и бытовой электроники превратили литий-ионные элементы в товарный продукт, стоимость которого регулярно снижается на . Но литий-ионные проекты по-прежнему являются дорогостоящим способом хранения электроэнергии в сети, и они могут загореться или даже взорваться при выходе из строя систем безопасности.Несмотря на этот риск, литий-ионные аккумуляторы регулярно претендуют на 99-процентную долю рынка, согласно базе данных Wood Mackenzie о развертывании аккумуляторов энергии в США.

Eos хочет предложить альтернативу.

Последние 12 лет компания потратила на разработку того, что она называет «цинково-гибридным катодом». В каждой ячейке используется катод из углеродного войлока, который наносит цинк на титановый токосъемник с керамическим покрытием, который находится в собственном растворе электролита. Это статическая система, в отличие от проточных батарей с их насосами и водопроводом.

В отличие от литий-ионного, ему не нужна система отопления, вентиляции и кондиционирования для поддержания безопасной рабочей температуры, и он может полностью заряжаться от нуля до 100 процентов.

Несколько других стартапов по производству батарей нацелены на цинк как дешевый активный материал — например, ViZn Energy, Fluidic и e-Zinc. Но никто другой не продает гибридный цинковый катод, поэтому Eos должен убедить клиентов попробовать технологию, которую они не найдут в другом месте.

В прошлом компания делала это, агрессивно заявляя о стоимости.В 2017 году генеральный директор Eos Майкл Остер и вице-президент по развитию бизнеса Филипп Бушар сообщили Greentech Media, что они уже продаются по цене 160 долларов за киловатт-час. Если это правда, то это было радикально ниже цен на литий-ионные аккумуляторы в то время. Но у этой цифры были некоторые оговорки: она относилась к крупным заказам системы постоянного тока и, следовательно, не включала затраты на преобразование энергии или установку.

Более ранняя визуализация полной системы хранения Eos, около 2017 г. (Изображение предоставлено Eos)

Несколько месяцев спустя Eos продвинула претензии дальше.Он выпустил пресс-релиз с приглашением к заказу по 95 долларов за киловатт-час — для всех, кто готов ждать поставки 2022 года в течение пяти лет. В 2019 году компания GTM провела проверку внутренних документов, в которых Eos указала стоимость системы постоянного тока в 222 доллара за киловатт-час, что значительно превышает предполагаемую цену в 2017 году. С тех пор Остер и Бушар покинули компанию.

В интервью 2017 года руководители также заявили, что они поставят свои первые многомегаваттные установки, разработанные и профинансированные третьими сторонами, позже этим летом.

Этого еще не произошло. Однако в 2015 году Eos все же выиграла сделку на поставку батареи мощностью 10 мегаватт / 40 мегаватт-часов, которую компания Convergent Energy + Power строит для энергокомпании PG&E. Инвестор Eos Fisher Brothers, частная фирма по недвижимости, также была одним из первых спонсоров Convergent, которую частная инвестиционная компания Energy Capital Partners полностью приобрела в 2019 году.

Этот проект мощностью 10 мегаватт все еще реализуется, подтвердила пресс-секретарь Convergent Кейт Сискель; это означает, что банкротство PG&E не помешало сделке.Но Eos больше не участвует, сказал Greentech Media генеральный директор Мастранджело.

Вместо этого первая установка мощностью в мегаватт намечена на конец 2020 года, сказал Мастранджело. Греческая нефтяная компания Motor Oil Hellas подписала контракт на установку системы Eos мощностью 1 мегаватт / 4 мегаватт-час для снижения пикового спроса на нефтеперерабатывающем заводе в Афинах. По словам Мастранджело, этот заказчик хочет диверсифицировать свою деятельность в области устойчивой энергетики, и ему понравился негорючий характер продукта Eos. «Если все пойдет хорошо, проект может открыть для Eos бизнес на промышленном рынке и, в частности, в нефти и газе», — добавил он.

Новая команда руководителей, укомплектованная ветеринарами GE

Команда менеджеров Eos выглядит иначе, чем в бурные дни 2017 года. Фактически, она очень похожа на высшие эшелоны руководства электроэнергетического сектора General Electric несколько лет назад.

Мастранджело, который стал генеральным директором в 2019 году после года работы в качестве советника, ранее возглавлял компанию Gas Power Systems в GE Power, одном из крупнейших предприятий по производству газовых турбин в мире. Коммерческий директор Балакришнан Айер работал вице-президентом по развитию бизнеса в GE, специализируясь на возобновляемых источниках энергии и интеллектуальных энергосистемах.Бывший финансовый директор GE Джефф Борнштейн указан в качестве советника совета директоров, как и Кевин Уолш, который в течение многих лет возглавлял команду по возобновляемым источникам энергии в GE Energy Financial Services.

Финансовый директор Eos Мак Трис не был сотрудником GE, но в качестве генерального директора Viridity, который был приобретен Ormat Technologies, успешно разработал хранилище корпоративного масштаба.

С момента прихода к власти нового руководства Eos перестала хвастаться конкретными ценами в своих пресс-релизах, вместо этого сделав акцент на проектах на местах и ​​развитии производственных мощностей.Компания заявляет, что теперь может производить 75 мегаватт-часов в год и планирует в ближайшие 12 месяцев масштабироваться до 500 мегаватт-часов в год.

«Я бы сказал, что лобовое стекло в машине в пять раз больше, чем зеркало заднего вида, потому что нужно смотреть вперед», — сказал Мастранджело. «Думаю, с нетерпением жду, это ярко. Я думаю, когда вы оглядываетесь на любую компанию, вы всегда найдете … спотыкания и вещи, которые вы могли бы сделать лучше ».

Несмотря на эти прошлые неудачи, у Eos никогда не кончались деньги — судьба, постигшая множество нетрадиционных стартапов в области хранения данных, включая Alevo, Aquion, Imergy, Lightsource Energy и ViZn.

«Эта компания … выжила там, где нет других, и имеет все возможности для роста, и мы собираемся расти таким образом, чтобы отрасль могла иметь доступное, безопасное и масштабируемое хранилище энергии», — сказал Мастранджело.

Частично этот инстинкт выживания проистекает из долгой истории обеспечения взаимного увеличения венчурного капитала в течение первой половины десятилетия. Последнее из этих публично объявленных повышений, по-видимому, является частным размещением на сумму около 23 миллионов долларов в 2016 году. Производственный партнер Holtec International сделал неуказанную «стратегическую инвестицию» в 2018 году.

Руководство может похвастаться тем, что Eos экономически эффективен в производственном процессе. Это, а также задержка на несколько лет в расширении производства, возможно, помогли избежать ловушки, которая застала Алево и Акиона: потратить слишком много денег на фабрику до того, как рынок был готов .

Как Eos будет конкурировать с литий-ионными?

За время, необходимое Eos, чтобы выйти на рынок, цены на литий-ионные аккумуляторы продолжали падать. В наши дни Мастранджело говорит, что Eos «очень конкурентоспособен» по цене, которая отличается от радикально дешевле.

Eos также не предлагает видение долгосрочного хранения, области, в которой литий-ионные аккумуляторы экономически невыгодны. Eos обычно поставляет системы с четырехчасовой продолжительностью разряда — форматом, в котором литий-ионные аккумуляторы чрезвычайно эффективно конкурируют. Но технически технология способна обеспечивать время разряда до 10 часов с минимальным влиянием на срок службы, отметил CCO Айер.

Таким образом, Eos может конкурировать по воспламеняемости, возможности вторичной переработки и деградации.

Eos заявляет, что ее системы, заполненные водным электролитом, не могут загореться.Это отличает их от литий-ионных, которые иногда действительно воспламеняются.

Остается без ответа вопрос, насколько это различие важно для клиентов. Громкий пожар и взрыв батареи в Аризоне в прошлом году не остановили с тех пор рекордные закупки литий-ионных аккумуляторов и корпоративные инвестиции. Результаты расследования этого события, опубликованные в июле, предлагают предложения по устранению произошедших сбоев; ведущие провайдеры уже приняли некоторые из этих принципов.

С точки зрения Eos, потребительское предпочтение литий-ионных батарей отражает время, когда рентабельные негорючие альтернативы были недоступны.

«Это всего лишь вопрос факультативности», — сказал Айер в интервью. «Чем больше людей начнут использовать наш продукт, тем они начнут осознавать, что такая возможность существует».

Возможность вторичной переработки является преимуществом, но не приносит прибыли покупателю в течение периода эксплуатации актива. Литий-ионные элементы технически могут быть переработаны, но в настоящее время это неэкономично.

Важный ранний заказчик: Duke Energy

Полевые развертывания проливают свет на то, где Eos может процветать.

Utility Duke Energy установила систему Eos мощностью 30 киловатт / 120 киловатт-часов в прошлом году в рамках продолжающегося исследования новых сетевых технологий. По словам Тома Фенимора, специалиста по новым технологиям в Duke Energy, технология Eos добавляет новый «инструмент в набор инструментов» для хранения данных в сети, хотя он не заменит литий-ионный.

«Литий-ионная химия будет предпочтительнее для проектов продолжительностью 4 часа или меньше, и где пространство (занимаемая площадь) является проблемой», — сказал Фенимор в электронном письме.

Но Eos был конкурентоспособен с литий-ионными по первоначальной стоимости, добавил Фенимор, и давал определенные преимущества, когда дело доходит до эксплуатации и технического обслуживания, например, отсутствие необходимости кондиционирования воздуха или пожаротушения.

«Химический состав Eos лучше всего подходит для ежедневных операций заряда и разряда, которые могут использовать преимущества полной 100-процентной глубины разряда», — сказал Фенимор. Он отметил, что это может высвободить место для ежедневных приложений с переключением солнечной энергии или резервным питанием, когда батарея переключается каждый день, чтобы снизить пиковые заряды.

Но батареи Eos также имеют относительно высокие потери в режиме ожидания, добавил он, имея в виду заряд, который рассеивается, пока батарея находится рядом. Ежедневная езда на велосипеде сводит к минимуму эти потери.

Duke рассмотрит вопрос о дальнейшем развертывании Eos, как только новый продукт третьего поколения выйдет на рынок, сказал Фенимор.

Это один из первых клиентов, который хочет сказать много хорошего об эффективности и структуре стоимости батарей Eos. Но 4-часовая продолжительность, определенная как золотая середина для литий-ионных аккумуляторов, — это как раз та зона, на которую до сих пор нацелился Eos.

Победа над акционерами — следующее испытание для Eos. Затем идет битва против литий-ионных.

Возвращение литий-металлической батареи

Литий-ионные батареи повсюду: Вы видите их в гаджетах, транспортных средствах, роботах и ​​хранилищах электросетей. Мировое производство сейчас составляет около 160 гигаватт-часов в год. Эта революционная технология принесла трем ведущим разработчикам Нобелевскую премию по химии в 2019 году.

И все же литий-ионный аккумулятор далек от совершенства.Это все еще слишком дорого для приложений, требующих длительного хранения, и имеет тенденцию к возгоранию. Многие виды аккумуляторов основаны на материалах, которые все труднее достать, таких как кобальт и никель. Эксперты в области аккумуляторов сходятся во мнении, что когда-нибудь должно быть что-то получше.

Это нечто может быть непосредственным предшественником литий-ионной батареи: литий-металлическая батарея. Он был разработан в 1970-х годах М. Стэнли Уиттингемом, в то время химиком компании Exxon. Металлический литий привлекателен в качестве материала батареи, потому что он легко отводит электроны и положительно заряженные ионы лития.Но конструкция Уиттингема оказалась слишком сложной для коммерческого использования: литий очень реактивен, а дисульфид титана, который он использовал для катода, был дорогим. Уиттингем и другие исследователи добавили графит к литию, что позволило литию интеркалировать и снизить его реакционную способность, и они заменили катод на более дешевые материалы. Так родился литий-ионный аккумулятор. Батареям с литий-металлическими анодами, тем временем, суждено было остаться интересным второстепенным элементом на пути к ионам лития.

Но XNRGI, базирующаяся в Ботелле, штат Вашингтон, стремится вывести литий-металлические батареи в массовое производство. Его научно-исследовательской группе удалось снизить реакционную способность металлического лития, разместив его на кремниевой подложке, покрытой тонкими пленками и протравленными миллионами крошечных ячеек. Трехмерная подложка значительно увеличивает площадь поверхности анода по сравнению с традиционным двухмерным литий-ионным анодом. По словам Криса Д’Коуто, генерального директора XNRGI, если учесть использование металлического лития вместо соединения, анод XNRGI в 10 раз превосходит традиционный интеркалированный графит-литиевый анод.

Компания планирует начать мелкосерийное коммерческое производство своих литий-металлических батарей в этом году для отгрузки электромобилям и покупателям бытовой электроники. XNRGI также нацелен на сетевое хранилище. В прошлом году он подписал соглашение о создании совместного предприятия с канадским стартапом Cross Border Power для продажи и распределения своих аккумуляторов коммунальным предприятиям в Северной Америке.

Конечно, о новых технологиях аккумуляторов объявляют постоянно, и новостные агентства, в том числе IEEE Spectrum , более чем рады рекламировать их многообещающие возможности.Но относительно немногие батареи, которые кажутся многообещающими или даже революционными в лаборатории, действительно делают скачок на рынке.

Коммерциализация любой новой батареи — сложная перспектива, отмечает Венкат Сринивасан, эксперт по хранению энергии из Аргоннской национальной лаборатории недалеко от Чикаго. «Это зависит от того, сколько показателей вы пытаетесь удовлетворить», — говорит он. Для электромобиля идеальный аккумулятор предлагает запас хода в несколько сотен километров, время зарядки, измеряемое в минутах, широкий диапазон рабочих температур, 10 -летний жизненный цикл и безопасность при столкновениях.И конечно же невысокая стоимость.

«Чем больше у вас показателей, тем труднее будет новой технологии аккумуляторов удовлетворить их всех, — говорит Сринивасан. ограничено, и он не будет заряжаться так быстро «. Он добавляет, что разные приложения будут иметь разные показатели, и «промышленность хочет смотреть только на аккумуляторы, которые по крайней мере так же хороши, как уже имеющиеся».

Д’Куто признает, что коммерциализация аккумуляторов XNRGI была непростой, но он говорит, что несколько факторы дали компании преимущество.Вместо того, чтобы изобрести новый метод производства, он позаимствовал некоторые из тех же проверенных методов, которые производители микросхем используют для создания интегральных схем. К ним относятся травление в кремнии полостей размером 20 на 20 микрометров и нанесение тонких пленок. Отсюда и название батареи: PowerChip.

Каждую из этих микроскопических клеток можно рассматривать как микробатарею, говорит Д’Куто. В отличие от катастрофического отказа, который происходит при проколе литий-ионного аккумулятора, отказ в одной ячейке PowerChip не распространяется на окружающие элементы.Клетки также препятствуют образованию дендритов, нитевидных наростов, которые могут привести к выходу батареи из строя.

Некоторые разновидности литий-ионных батарей, например, произведенные Enovix, Nexeon, Sila Nanotechnologies и SiON Power, также достигают лучших характеристик за счет замены части или всего графита в аноде кремнием. [См., Например, «Чтобы увеличить емкость литий-ионных аккумуляторов до 70%, добавьте кремний».] В анодах этих аккумуляторов литий интеркалирован с кремнием, образуя связь с образованием Li ₁₅ Si ₄ .

В PowerChip XNRGI кремниевая подложка имеет проводящее покрытие, которое действует как токоприемник, и диффузионный барьер, предотвращающий взаимодействие кремния с литием. Д’Куто говорит, что емкость литий-металлического анода примерно в пять раз больше, чем у анодов с интеркалированным кремнием.

На протяжении большей части своего существования XNRGI была известна как Neah Power Systems и занималась разработкой топливных элементов. В топливных элементах используется новая пористая кремниевая подложка. Но рынок топливных элементов не вырос, и поэтому в 2016 году компания получила грант Министерства энергетики на использование той же концепции для создания литий-металлической батареи.

XNRGI продолжает экспериментировать с конструкциями катодов, которые могут не отставать от его анодов с наддувом. На данный момент компания использует катоды из оксида лития-кобальта и никель-марганец-кобальта, что позволяет получить батарею с удвоенной емкостью по сравнению с традиционными ионно-литиевыми батареями. Он также производит образцы батарей с использованием катодов, поставляемых заказчиками. Д’Куто говорит, что альтернативные материалы, такие как сера, могут еще больше повысить эффективность катода. «Наличие высокоэффективного анода без соответствующего высокопроизводительного катода не максимизирует полный потенциал батареи», — говорит он.

«Люди вроде меня мечтают о дне, когда мы полностью решим все проблемы с аккумуляторами, — говорит Сринивасан из Аргонна. — Я хочу, чтобы каждый водил электромобиль, у всех был аккумулятор в своем доме. Я хочу, чтобы авиация была электрифицирована. ,» он говорит. «Между тем батарея моего мобильного телефона умирает.» В аккумуляторах, как и в жизни, всегда найдется место для улучшений.

Powakaddy RoboKaddy Titanium Golf Caddy Compatible Replacement Battery

Описание модели : Совместимая сменная батарея для кэдди для гольфа PowaKaddy RoboKaddy Titanium
Совместимость : PowaKaddy RoboKaddy Titanium 12 В 35 Ач
Состояние : Новое
Включает : (1) Аккумулятор 12 В 35 Ач
1 год гарантии Включена полная гарантия на замену, доступна дополнительная гарантия
Ожидаемый срок службы : 3-5 лет
Производитель : UPS Battery Center Ltd.

Совместимая сменная батарея для кэдди для гольфа PowaKaddy RoboKaddy Titanium — это высококачественная герметичная свинцово-кислотная аккумуляторная батарея, обеспечивающая отличную производительность, долговечность и длительный срок службы. Этот аккумулятор соответствует оригинальным спецификациям производителя или превосходит их.

На сменный аккумулятор PowaKaddy RoboKaddy Titanium, совместимый с гольф-кэдди, распространяется наша лучшая в отрасли гарантия на замену сроком на 1 год. Для вашего удобства доступна расширенная гарантия до 3 лет.Наша гарантия включает стоимость доставки и бесплатна, это единственная гарантия такого рода на рынке.

Чтобы максимально продлить срок службы аккумулятора кэдди для гольфа, не забывайте заряжать аккумулятор часто. По возможности заряжайте после каждого использования. Не оставляйте аккумулятор гольф-кэдди в разряженном состоянии на долгое время.

Всегда заряжайте полностью перед тем, как убрать кэдди на хранение в конце сезона. Чтобы продлить срок хранения, полностью зарядите аккумулятор, затем отсоедините аккумулятор от системы.Это снизит скорость разряда и обеспечит более длительное хранение. Готовясь к сезону после хранения на зиму, полностью зарядите перед первым использованием.

Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы не имеют памяти. Не разряжайте аккумулятор полностью, чтобы удалить эффект памяти. В этой батарее нет эффекта памяти. Чем чаще вы полностью разряжаете аккумулятор, тем меньше у вас будет время автономной работы в долгосрочной перспективе.

Заряжайте чаще, чтобы продлить срок службы батареи.

Физические размеры :

Номинальное напряжение: 12 В
Номинальная емкость: 35 Ач
Тип клеммы: NB
Вес: 10.5 фунтов
Длина: 7,72 дюйма (196 мм)
Ширина: 5,12 дюйма (130 мм)
Высота: 6,42 дюйма (163 мм)

Совместимая сменная батарея для PowaKaddy RoboKaddy Titanium 12V 35Ah состоит из (1) высококачественных Аккумулятор 12 В 35 Ач .

PowaKaddy® является зарегистрированным товарным знаком PowaKaddy International Ltd.
UPSBatteryCenter® не связан, не одобрен и не авторизован PowaKaddy International Ltd.

Trends in Cardiac Pacemaker Batteries

Abstract

Используемые батареи in Имплантируемые кардиостимуляторы — ставят перед их разработчиками и производителями уникальные задачи с точки зрения высокого уровня безопасности и надежности.Кроме того, батареи должны быть долговечными, чтобы избежать частой замены. Технологические достижения в области отведений / электродов снизили потребность в энергии на два порядка. Достижения в области микроэлектроники резко сокращают потребление внутреннего тока, одновременно уменьшая размер и повышая функциональность, надежность и долговечность. Сообщается, что ежегодно во всем мире имплантируется около 600 000 кардиостимуляторов, а общее количество людей с различными типами имплантированных кардиостимуляторов уже превысило 3 миллиона.Кардиостимулятор использует половину заряда аккумулятора для сердечной стимуляции, а другую половину — для выполнения домашних задач, таких как мониторинг и регистрация данных. В первом имплантированном кардиостимуляторе использовалась никель-кадмиевая аккумуляторная батарея, позже была разработана и использовалась цинк-ртутная батарея, срок службы которой прослужил более 2 лет. Литий-йодная батарея, изобретенная и использованная Уилсоном Грейтбэтчем и его командой в 1972 году, оказала реальное влияние на имплантируемые кардиостимуляторы. Срок службы этой батареи составляет около 10 лет, и даже сегодня она является источником питания для многих производителей кардиостимуляторов.В этой статье кратко рассматриваются различные разработки в области аккумуляторных технологий с момента появления кардиостимуляторов и представлена ​​альтернатива йодно-литиевой батарее в ближайшем будущем.

Введение

Кардиостимулятор

Электрокардиостимулятор подает электрический импульс нужной интенсивности в нужное место, чтобы стимулировать сердце с желаемой частотой. Кардиостимулятор состоит из генератора импульсов и системы отведений. В генераторе импульсов находятся электрические компоненты, отвечающие за генерацию импульса (через выходные цепи) в нужное время (через схемы синхронизации и управления) на основе событий, обнаруженных (через цепи считывания).Он также содержит источник питания (аккумулятор) и может включать другие элементы, такие как телеметрия для тестирования и программирования, а также память (ПЗУ или ОЗУ) для хранения данных для диагностических целей [1].

Импульсы передаются к сердцу с помощью провода, который присоединяется к генератору импульсов через соединительный блок. Отведение бывает униполярным или биполярным; униполярный вывод содержит одну изолированную катушку, тогда как биполярный вывод содержит две катушки, разделенные внутренней изоляцией. Наружная изоляция защищает свинец от окружающей среды.Наконечник электрода с электродом имплантируется во внутреннюю эндокардиальную поверхность сердца, фактическое расположение зависит от типа кардиостимулятора. Электрокардиостимулятор обычно имплантируется в грудную область, а провод проходит через правую подключичную вену к внутренней поверхности сердца. Кардиостимулятор программируется с помощью программатора, компьютера со специальным пользовательским интерфейсом для ввода и отображения данных и специального программного обеспечения для связи с кардиостимулятором.Головка телеметрии размещается над местом расположения кардиостимулятора; информация от программатора к кардиостимулятору и обратно передается посредством телеметрии.

Корпус генератора импульсов служит в качестве корпуса для аккумулятора и всех других электронных и электрических цепей. Блок разъемов из полиуретана (в более ранних моделях для изготовления блока разъемов использовались стеклянные материалы) расположен в верхней части кардиостимулятора. Он служит для прикрепления кардиостимулятора к проводам для кардиостимуляторов.Корпус современного генератора импульсов изготовлен из титана, металла, который в десять раз прочнее стали, но намного легче. Титан и два его сплава, ниобий и тантал, биосовместимы, они демонстрируют физические и механические свойства, превосходящие многие другие металлы. Модуль упругости (мера жесткости) титана и его сплавов находится в диапазоне 100–120 ГПа. Исключительная устойчивость к коррозии и долговечность делают титан и его сплавы идеальными материалами для герметичных корпусов генераторов импульсов для кардиостимуляторов.

Титан заменил керамику и эпоксидную смолу силиконовой резиной, которые в прошлом использовались для герметизации некоторых кардиостимуляторов. Для сборки генератора импульсов гибридные схемы и аккумулятор помещаются в титановый корпус (ASTM Grade 1) в специально спроектированном чистом помещении, в котором отсутствует статический заряд (менее 1% влажности) и нет пыли. После того, как гибридные схемы и аккумулятор помещены в кожух, кожух закрывается с помощью мощного лазерного луча. Этот лазерный луч обеспечивает герметичное уплотнение генератора импульсов, что означает, что устройство герметично и непроницаемо для жидкостей.После сварки прикрепляется верхняя часть или коллектор кардиостимулятора, и все устройство покрывается тонким слоем пластика (эпоксидной пластмассы). Это пластиковое покрытие дополнительно герметизирует кардиостимулятор.

Кожуху придают эллиптическую форму, и типичная диаграмма кардиостимулятора показана на. Этот переход на титан позволил пациентам безопасно пользоваться такими приборами, как микроволновые печи, поскольку титан помогает защитить внутренние компоненты и уменьшить внешние электромагнитные помехи.Кроме того, титановый корпус защищает от космического излучения с уровня земли.

Типовая схема кардиостимулятора

Батареи для кардиостимуляторов

В 1958 году Аке Сеннинг, торакальный хирург из Каролинской больницы в Стокгольме, имплантировал миокардиальные электроды и генератор импульсов с перезаряжаемой никель-кадмиевой батареей 40-летнему ребенку. пациент. Сеннинг и его помощник Руне Элмквист, инженер шведской фирмы Elema Schonander, разработали и испытали этот кардиостимулятор в период с 1956 по 1958 год [2].Генератор импульсов вышел из строя в течение нескольких часов; преемник просуществовал около 6 недель. История имплантируемого кардиостимулятора прослеживается с момента его создания в 1951 году, через его разработку и испытания в 1958 году, до его успешной имплантации 10 пациентам в 1960 году и до его коммерческой реализации [3]. С тех пор использование имплантированных кардиостимуляторов постоянно увеличивается. Батарея занимает большую часть генератора импульсов по весу, объему и размеру. Важнейшим фактором для батареи кардиостимулятора является ее надежность.В отличие от многих потребительских товаров, батареи в имплантируемых устройствах не подлежат замене. Они жестко подключаются во время производства до того, как устройство будет герметично закрыто. С этого момента ожидается, что батарея будет питать устройство во время окончательного тестирования на заводе, в течение срока годности и в течение всего срока службы устройства, пока оно будет имплантировано. Как правило, источник питания имплантируемого устройства является единственным компонентом, который имеет известный прогнозируемый срок службы, который, в свою очередь, определяет срок службы самого имплантированного устройства.

Действительно захватывающе видеть широту и видение первых исследователей имплантируемых источников энергии [1] в почти отчаянных поисках источника питания, который позволил бы кардиостимулятору прослужить столько, сколько ожидаемый срок жизни среднего пациента. . В этой статье представлена ​​краткая история и обзор различных типов батарей, используемых в кардиостимуляторах с самого начала. Плавный переход от цинк-ртутных ядерных батарей к литий-йодным батареям представлен вместе с информацией о продукте, полученной от производителей.В этой статье подчеркиваются технические преимущества йодно-литиевой батареи с точки зрения ее долговечности, отсутствия газообразования, адаптируемых форм и размеров, коррозионной стойкости, минимального веса, отличных характеристик потребления тока, подходящих для кардиостимуляторов. Также представлено будущее батарей для кардиостимуляторов с точки зрения альтернативы литий-йодной батарее.

Электрохимические источники энергии

Нам нужно вырабатывать электроэнергию из другого источника энергии.Химическая энергия является наиболее практичным источником и обычно используется одним из двух возможных способов. Топливо можно сжигать в тепловом двигателе или использовать топливные элементы. Топливные элементы не имеют движущихся частей и не требуют механической энергии для выработки электроэнергии. Химическая энергия также может храниться в двух типах электрохимических источников энергии: первичных элементах или батареях и вторичных элементах или батареях. Первичные элементы используются один раз, а затем выбрасываются, тогда как вторичные элементы можно разряжать и перезаряжать много раз.Теоретически многие электрохимические реакции обратимы. На практике только несколько систем являются стоящими и безопасными. В целом электрохимические источники энергии развивались эволюционным путем.

Параметры производительности аккумулятора

Определения некоторых важных частей аккумулятора и его рабочих параметров, таких как напряжение, рабочий цикл, температура, срок годности, срок службы, безопасность и надежность, внутреннее сопротивление, удельная энергия (ватт-часов / кг), удельная мощность (ватт / кг) и др. хорошо известны [4].Хорошая конструкция батареи — это компромисс между различными параметрами производительности для удовлетворения требований конкретного приложения. Критическими факторами при выборе технологии батарей для кардиостимуляторов являются: минимальное и максимальное напряжение, начальный, средний и максимальный ток разряда, непрерывная или прерывистая работа (размер и продолжительность импульсов тока), длительный срок хранения и срок службы, высокая удельная энергия и удельная мощность. , ударные и хорошие характеристики в различных условиях (температуры, рабочие циклы и т. д.). Конструкция батареи кардиостимулятора создает особые проблемы при разработке биосовместимых материалов, коррозии и герметизации, легкости и плоского типа, высокой надежности, точных прогнозов окончания срока службы батареи и т. Д.

Ранние разработки

Никель-кадмиевые аккумуляторные батареи (вторичные батареи) были использованы в начале (в 1958 г.) имплантатов кардиостимуляторов у людей. Они индуктивно перезаряжались за счет передачи энергии на имплантированный приемник. Напряжение на ячейке составляло 1.25 В и емкость 190 мАч. Основные проблемы были двоякими: первая заключалась в очень коротком сроке службы, а вторая заключалась в том, что ответственность за подзарядку возлагалась на пациентов, что не является хорошей медицинской практикой. Было хорошо известно, что первичные или неперезаряжаемые батареи продлят срок службы по сравнению с вторичными батареями. Некоторые аккумуляторные кардиостимуляторы все еще используются, но больше не продаются.

Некоторые из первых генераторов импульсов, построенные в основном из дискретных компонентов, питались от последовательно соединенных ртутно-цинковых батарей [5].От трех до шести ячеек последовательно обеспечивали 4-8 В. Они широко использовались в то время (около 1960-х годов). Такие ртутно-цинковые батареи были залиты эпоксидной смолой, которая была пористой для разряда батареи и позволяла выделять водород, что требовало вентиляции и, следовательно, не могло быть герметично закрыто. Это приводило к утечке жидкости в кардиостимулятор, что иногда приводило к короткому замыканию и преждевременному выходу из строя. Характеристика спада напряжения на клеммах ртутно-цинковой батареи такова, что нормальный разряд батареи приводит к небольшому изменению напряжения на клеммах до конца срока службы батареи.Это затрудняет предвидение неудачи [6]. Эта батарея была улучшена по своей конструкции, и все же срок ее службы составлял всего около двух лет с резким падением напряжения по мере того, как они разряжались. Ни одно устройство этого типа в настоящее время не используется [7].

Биологические батареи (которые используют энергию человеческого тела) были безуспешно испытаны1 для практического использования в кардиостимуляторах.

Ядерные батареи какое-то время были успешно опробованы. В практических ядерных батареях используется плутоний ( ²³⁸ Pu).Его период полураспада составляет 87 лет, поэтому производительность снижается только на 11% за 10 лет [1,7]. Однако он очень токсичен и 1 мкг в кровотоке может быть смертельным. В ранних кардиостимуляторах использовался металлический плутоний, а в более поздних — керамический оксид плутония. Плутоний испускает альфа-частицы, которые ударяются о контейнер и выделяют тепло. Термобатареи из разнородного теллурида висмута, легированного p или n, генерируют электричество для схем кардиостимулятора. Хотя эти ядерные источники энергии имели очень долгий срок службы, они были большими и создавали проблемы при перемещении между государствами и странами из-за наличия в них радиоактивного топлива.Они также должны быть удалены в момент смерти и возвращены для надлежащей утилизации. Ядерные кардиостимуляторы больше не продаются [7], но все еще используется небольшое количество имплантированных ядерных устройств. Ядерные источники энергии устарели с развитием литиевых батарей.

Литиевые батареи

Литий имеет самую высокую удельную энергию из всех, но производство практичных батарей стало возможным только с середины 1970-х годов. Поскольку литий бурно реагирует с водой, необходимо использовать неводные электролиты.Органические растворители, такие как ацетонитрил и пропиленкарбонат, плюс неорганические растворители, такие как тионилхлорид (SOCl2), являются типичными, с совместимым растворенным веществом для обеспечения проводимости. В качестве активного катодного материала используется множество различных материалов, таких как ди-сера, тионилхлорид, диоксид марганца и монофторид углерода.

Введение

Введение литий-йодной батареи в 1975 году значительно увеличило срок службы батареи кардиостимулятора (более 10 лет для некоторых моделей) и заменило ртутно-цинковую батарею.Литиевые первичные батареи используются в кардиостимуляторах, поскольку они отвечают требованиям длительного срока службы, низкого тока утечки и характеристик напряжения. Срок годности первичных литиевых элементов обычно эквивалентен 10% -ной потере емкости за пять лет [1]. Это сопоставимо с аналогичными потерями для щелочных элементов всего за один год. Длительный срок хранения литиевых батарей объясняется тем, что поверхность металлического лития пассивируется в результате реакции с электролитом. Все литиевые системы считаются термодинамически нестабильными, но кинетически стабильными.Они не производят газа и, следовательно, могут быть герметично закрыты. Кроме того, характеристика спада напряжения на клеммах хорошо себя ведет, спадая достаточно медленно, чтобы можно было ожидать окончания срока службы батареи (EOL) в ходе плановых последующих действий.

Литиевые батареи подразделяются на элементы с жидким катодом, элементы с твердым катодом и элементы с твердым электролитом.

Системы с жидким катодом , Li / SO2, Li / SOCl2 и Li / SO2Cl2, а также их производные, способны к более высокой скорости разряда, чем системы с твердым катодом, такие как Li / MnO2 и Li / CFX.Они не подходят для применения в имплантированных кардиостимуляторах. Однако литиевые батареи из диоксида серы используются в автоматических внешних дефибрилляторах (АВД), которые могут восстанавливать нормальный сердечный ритм у жертв внезапной остановки сердца. Solid Cathode В литиевых элементах используются твердые катодные материалы, такие как MnO2, CuO, V2O5 и монофторид углерода (CF) n. Их преимущество заключается в том, что они не находятся под давлением, хотя они не могут разряжаться так быстро, как ячейки с жидким катодом. Они доступны в кнопочной и цилиндрической формах.Около 80% (по количеству) всех используемых литиевых батарей относятся к типу Li / MnO2. Плотность энергии аналогична плотности энергии у элементов Li / SO2 при медленном разряде, а их медленная характеристика саморазряда делает их пригодными для резервного копирования памяти, часов, калькуляторов, фотоаппаратов, мин и боеприпасов и т. Д. проблема с твердыми катодными ячейками.

Ячейки с твердым катодом не поддерживают такие высокие токи, как токи с жидким катодом. Это связано с тем, что жидкий катод подвергается разряду на поверхности электрода (который содержит углерод с большой площадью поверхности, закрепленный на металлической сетке), где осаждаются продукты разряда.Напротив, разряд на твердом катоде включает диффузию ионов лития в объем катода, что является более медленным процессом.

Непрерывная работа ячеек с жидким и твердым катодом выше 2 А приведет к значительному повышению температуры элемента, поэтому это необходимо учитывать для конкретного применения батареи, так как повышение температуры имеет большее значение для Li / SO2 высокого давления. клетки. Возможные опасности, такие как взрывы, связанные с литиевыми батареями с жидким и твердым катодом, по-прежнему вызывают озабоченность с точки зрения абсолютной безопасности, и все еще продолжается множество исследований, чтобы установить правила и положения о том, как их следует утилизировать в конце их срока службы.

Литиевые элементы с твердым электролитом: Некоторые твердые вещества, такие как иодид лития, являются электронными изоляторами, но достаточно хорошими ионными проводниками и могут использоваться в качестве электролита в батареях с твердым электролитом. Такие батареи отличаются чрезвычайно долгим сроком службы при малых токах утечки даже при высоких температурах. Они очень подходят для таких приложений, как кардиостимуляторы, и для сохранения энергозависимой памяти компьютера.

С 1972 года используются различные литиевые батареи.К ним относятся Li / SOCI2, литий-серебряный хроматный элемент [Li / Ag2CrO4], литий-медно-сульфидный элемент [Li / CuS], литий-тионилхлоридный элемент, Li / I2-поливинилпиридин (PVP) и, в более ограниченном использовании, Li / LiI (Al2) 3 / PbI2, PbS, Pb. В дополнение к их широкому использованию в потребительских товарах, литиевые первичные батареи являются предпочтительным источником питания для ряда медицинских имплантатов.

Литий-йод-поливинилпирид (ПВП) — это основная батарея для кардиостимуляторов, которая уже давно используется. Внутренний импеданс (сопротивление элемента переменному току определенной частоты) йодно-литиевого элемента является важным фактором в работе аккумулятора.Чем больше импеданс, тем труднее пропускать ток через элемент. Повышенный импеданс ячейки соответствует уменьшению источника питания на клеммах ячейки. Сопротивление в начале срока службы (BOL) составляет от 50 до 100 Ом. Импеданс увеличивается в процессе эксплуатации до значений от 20 000 до 30 000 Ом во время накопления продукта разряда [8].

Литий-йодная батарея для кардиостимулятора

Литий-йод-поливинилпиридиновая батарея, впервые имплантированная в 1972 году, стала предпочтительным источником питания для кардиостимулятора.С тех пор были сделаны улучшения в химии клеток, дизайне клеток и моделировании работы клеток [10]. Сегодня клетки обладают плотностью энергии в три-четыре раза выше, чем клетки, произведенные в 1972 году. Более 3 миллионов кардиостимуляторов были имплантированы с этим химическим веществом, и система показала превосходную надежность. Химический состав батареи обеспечивает длительный срок хранения и высокую плотность энергии. Сульфид лития и меди использовался в некоторых кардиостимуляторах [2], производимых Cordis Corporation из-за его превосходной плотности энергии.Однако из-за коррозионной природы этого соединения происходило множество внезапных отказов кардиостимуляторов, когда химические вещества батареи разъедали их содержимое. Он все еще присутствует в некоторых уже имплантированных кардиостимуляторах, но сульфид лития и меди больше не используется.

Литий-йод обладает двумя характеристиками, которые делают его отличным источником питания для кардиостимуляторов. Скорость саморазряда очень низкая, что обеспечивает длительный срок хранения. Он имеет стабильное напряжение в течение большей части срока службы, а затем постепенно и предсказуемо снижается.Это упрощает и упрощает прогнозирование времени плановой замены.

Катод представляет собой комплекс йода и поли-2-винилпиридина (P2VP). Ни те, ни другие не проводят электричество, но при смешивании и нагревании при 149 ° C в течение 3 дней они превращаются в черную вязкую пасту, которая проводит электричество. В расплавленном состоянии он выливается в аккумулятор и охлаждается с образованием твердого вещества. Когда эта паста контактирует с металлическим литием, образуется мономолекулярный слой кристаллического йода лития. Это молекулярный полупроводник, который пропускает ионы лития, необходимые для протекания тока, но не молекулы йода [1]

Химические реакции

Обычный ток течет через устройство от анода к катоду.Для батареи ток течет от отрицательного анода через батарею к положительному катоду. Окисление металла происходит на аноде,

, а восстановление галогенида происходит на катоде,

. Комбинированная реакция:

Обычный ток течет от анода к катоду. Литий реагирует с йодом с образованием йодида лития, объем которого увеличивается и увеличивается сопротивление.

Внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление элемента (Rdc, сопротивление течению электрического тока внутри элемента; сумма ионного и электронного сопротивления компонентов элемента) как функция емкости для ПВП с покрытием и без покрытия ( ниже) литиевый анод показан на.Напряжение холостого хода (OCV) и напряжение при нагрузочных характеристиках 20 мкА показаны на рис. Видно, что напряжение выше 2,2 В (минимальное необходимое для электроники кардиостимулятора) поддерживается до номинальной емкости батареи 2,5 Ач.

Емкость и внутреннее сопротивление

Производство

Литий легко формуется в листы, которые можно разрезать до нужных размеров. Он легко впрессовывается в анод определенной формы. Литиевый анод трижды покрывается раствором ПВП.Растворитель испаряется, оставляя сплошную пленку чистого ПВП на поверхности анода. Центральный литиевый анод с предварительно нанесенным покрытием гофрирован для увеличения площади и снижения сопротивления батареи. Чтобы получить более низкий импеданс, в новых конструкциях используются более концентрированные активные материалы и большая площадь поверхности анода. Для снижения импеданса можно использовать несколько поверхностей анода. Комплекс йода и поли-2-винилпиридина (P2VP) выливают в кожух катода и дают остыть [11].

Тестирование

Для поддержания высокой надежности (порядка 0.005% отказов в месяц), ячейки спроектированы консервативно. Они производятся под строгим контролем качества в соответствии с требованиями надлежащей производственной практики (GMP), выпущенной Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) США. Квалификационные испытания проводятся в условиях ускоренных испытаний, установленных для Li / I2-PVP элементов [11]. Список включает в себя неразрушающие исследования, термоциклирование, высокое давление, механическую вибрацию, температуру / влажность, механический удар, напряжение / температуру, прочность клемм уплотнения, разряд при повышенной температуре, разрушающий анализ и стойкость к растворителям.

Оценка долговечности и срока службы батареи

Долговечность

Батарея кардиостимулятора обеспечивает энергию, необходимую для работы схемы кардиостимулятора, которая включает в себя блоки управления, считывания и генерации импульсов. Основная проблема при использовании батареи — ее долговечность. Срок службы батареи можно определить, зная ее емкость (Ач) и потребляемый ток (микроампер). Потребляемый ток зависит от типа электрода, а также от схемы и типа генерации импульсов кардиостимулятора.

Оценка срока службы

Поскольку срок службы кардиостимулятора означает срок его службы от батареи, важно иметь схему, позволяющую легко и надежно определять оставшийся срок службы батареи. Мониторинг внутреннего сопротивления — удобный инструмент для оценки уровня разряда и для прогнозирования приближающегося прекращения эксплуатации.

Во многих системах кардиостимуляторов предусмотрены схемы для измерения внутреннего сопротивления батареи для определения оставшегося срока службы.В этой схеме1 кардиостимулятор сначала переключается в «тестовый режим», и к батарее прикладывается резистивная нагрузка для измерения падения напряжения. Состояние батареи отображается путем генерации серии тестовых импульсов. В зависимости от внутреннего падения напряжения и, следовательно, внутреннего сопротивления изменяется частота импульса стимуляции, которая измеряется извне. Однако эту схему можно использовать только для батарей с увеличивающимся внутренним сопротивлением по мере разряда батареи.

Чтобы преодолеть ограничения описанного выше метода и измерить ожидаемый срок службы батареи с постоянным внутренним сопротивлением, был предложен другой метод [1].Схема проверки батареи снабжена счетчиком импульсов и входной логикой для измерения потребляемого заряда на основе рабочих параметров кардиостимулятора и количества импульсов, доставляемых за период времени. Во время каждого теста заряд, полученный с момента последнего теста батареи, рассчитывается на основе счетчика импульсов, который затем суммируется с содержимым счетчика заряда в памяти. Содержание счетчика заряда является мерой общего потребленного заряда и предоставляет информацию об оставшемся сроке службы батареи [12].

Схема реализована внутри кардиостимулятора, и предусмотрено средство для сообщения значения счетчика заряда при опросе телеметрическими методами. Преимущество этого метода в том, что нет необходимости изменять частоту импульсов стимуляции при тестировании батареи.

В некоторых моделях кардиостимуляторов примерно два раза в день устройство оценивает состояние батареи, о чем сообщается во время последующего наблюдения; где, как и в некоторых других моделях, состояние батареи автоматически оценивается каждые 11 часов.Состояние батареи может отображаться в виде индикатора (показывающего BOL, ERT и EOL) и оставшегося срока службы (от> 5 до <0,5 лет с шагом 0,5 года) при 100% -ной стимуляции [13].

Технические характеристики

Батарея должна соответствовать требованиям к импульсу кардиостимулятора в диапазоне 25 мкДж, очень малой мощности (по сравнению с 15-40 Дж для имплантируемых кардиовертерных дефибрилляторов). Ниже приведены общие характеристики.

1. Напряжение холостого хода: 2,8 В

2. Минимальное напряжение цепи управления: 2.2 В

3. Потребление тока цепи управления: 10 мкА

4. Сопротивление батареи оконечного резистора: 10 кОм

5. C _{удержание} : 10 мкФ

6. Частота осциллятора: 167 Гц

7. Рабочий цикл; 16,7%

8. Ач номинал: 2 Ач (типовой рейтинг)

9. Надежность: 99,6% вероятность выживания после 8 лет

10. Частота отказов: 0,005% отказов / месяц

Вес, объем, форма и Размер

Вес

Половина занимаемого пространства занимает внутренняя батарея14 кардиостимулятора.Поэтому плотность энергии (энергия / объем) и удельная энергия (энергия / масса) являются важными факторами для имплантируемых батарей. По сравнению со свинцом тот же объем лития дает в восемь раз больше электричества, что составляет одну тридцатую веса. Вес литий-йодной батареи варьируется от 12,5 граммов до 15,5 граммов для различных производителей [5,13,15,16] кардиостимуляторов. Разница в весе в первую очередь связана с долговечностью и способностью разряда батареи.

Объем

Объем, занимаемый батареей в кардиостимуляторе (блоке генератора импульсов), также составляет примерно половину общего объема. Он варьируется от 5 до 8 куб. См для агрегатов, выпускаемых разными производителями [5,13,15,16].

Форма

Большинство кардиостимуляторов имеют форму круглых или эллиптических предметов1, чтобы избежать острых углов, которые могут проникнуть в кожу или повредить окружающие ткани. Поэтому батареи в этих устройствах имеют форму, соответствующую общей геометрии устройства, и часто имеют форму полукруга с радиусом около 3 см и глубиной от 6 до 8 мм.

Размер

Типичные размеры имплантируемого кардиостимулятора находятся в диапазоне 49 мм x 46 мм x 6 мм / 47 мм x 41 мм x 7 мм / 45 мм x 52 мм x 7 мм / 44 мм x 42 мм x 8 мм / 41 мм x 50 мм x7 мм [5,13,15,16]. Размеры варьируются от одной модели к другой, а также от одного производителя к другому. Батарея занимает примерно половину размера, а ее объем указан в таблице. Большинство компаний используют литий-йодные батареи, впервые разработанные Wilson Great Batch [17].

Батареи будущего

Новые разработки направлены на снижение импеданса за счет использования более концентрированных активных материалов и увеличения площади поверхности анода9. Любое увеличение срока службы имплантируемых медицинских устройств, в том числе кардиостимуляторов, очень желательно и важно. В связи с этим представлялось целесообразным использовать источники питания с большей плотностью энергии и меньшим внутренним сопротивлением. Действительно, были также предложены батареи на основе других литиевых систем; хромат лития-серебра, сульфид лития-меди, хлорид лития-тионила.Однако все эти батареи были забракованы.

В связи с добавлением нескольких функций к имплантируемым кардиостимуляторам и другим имплантированным медицинским устройствам производителям потребуется быстрее получать больше энергии из батареи. В современных кардиостимуляторах обычно используются литий-йодные батареи, а в дефибрилляторах используется оксид лития, серебра и ванадия, системы следующего поколения могут постепенно переходить на новый тип литиевых батарей: монофторид углерода лития (CFx). Сообщается, что батареи CFx обладают более высокой плотностью энергии и могут работать в импульсном режиме при токах выше 20 мА, что немного лучше, чем у современных конкурирующих батарей [18] [19].Такие инновации будут необходимы, особенно если OEM-видение управления пациентами осуществится. Medtronic, например, уже приступила к осуществлению рассчитанной на десятилетие программы, известной как Vision 2010, которая призывает к широкому использованию возможностей подключения устройств. В конечном итоге инженеры говорят, что они могут предвидеть день, когда имплантированный кардиомонитор обнаружит проблему и вызовет скорую помощь; все время, пока пациент спит.

Множество разновидностей литий-ионных батарей борются за долю на рынке

Добро пожаловать на Battery Week! До сих пор мы говорили о том, почему литий-ионные батареи так важны, и рассмотрели основные принципы их работы.Сегодня мы собираемся принять участие в соревновании в широком семействе литиевых батарей среди всех типов батарей, которые используют литий и обменивают заряженные ионы лития. (Полный список см. В предыдущем сообщении.)

Есть несколько явных лидеров — оксид лития, никеля, марганца, кобальта (NMC), литий-никель-кобальт-алюминий (NCA) и феррофосфат лития (LFP), которые достигли массового спроса. масштаб. Некоторые другие хотят принять участие в акции.

Рыночный приз, вероятно, превысит триллион долларов в течение следующего десятилетия, поэтому, если кто-либо из этих конкурентов сможет занять значительную нишу, он может стоить миллиарды.Посмотрим на игроков.

Улучшенный NMC и NCA

Основная часть исследований литий-ионных аккумуляторов в наши дни направлена ​​на улучшение доминирующих на рынке аккумуляторов, в основном за счет уменьшения количества кобальта (наиболее токсичного и дорогостоящего ингредиента), необходимого для производства.

Большинство производителей электромобилей используют батареи NMC; Tesla использует NCA. В прошлом было трудно снизить количество кобальта в этих батареях (он играет важную балансирующую роль), но производитель LG недавно представил батарею NMC 811: 80 процентов никеля, 10 процентов марганца, 10 процентов кобальта.GM будет использовать их в своей новой линейке, в том числе в Hummer, а Tesla установит их в некоторые из своих Model 3 в Китае.

Большинство крупных производителей аккумуляторов, включая Panasonic (который поставляет многие из аккумуляторов Tesla), пообещали постепенно сокращать количество кобальта и, в конечном итоге, полностью исключить его.

Никель — ключ к плотности энергии. Tesla, VW и другие работают над уникальными разновидностями аккумуляторов с высоким содержанием никеля, которые будут использоваться в специальных транспортных средствах, требующих сверхвысокой плотности энергии, таких как большие внедорожники и грузовики.

Но не каждому автомобилю это необходимо, а ограничения на поставку никеля нависают, поэтому также ведется работа по дальнейшему увеличению использования марганца — гораздо более стабильного и распространенного материала — и сокращению содержания кобальта.

Новый Hummer EV, оснащенный NMC 811s (GMC)

Кремниевые аноды

Многие разработчики литий-ионных аккумуляторов экспериментируют с кремнием в качестве анодного покрытия, частично или полностью заменяющего графит. Tesla работает над увеличением доли кремния в аноде как минимум с 2015 года.

Кремний удерживает в девять раз больше ионов лития, чем графит, поэтому он имеет лучшую плотность энергии (что расширяет диапазон на 20 процентов). Кремниевая батарея также может заряжаться и разряжаться намного быстрее, чем графитовая батарея, поэтому плотность мощности также улучшается. Но кремний расширяется, когда поглощает ионы, поэтому быстро распадается; его срок службы по-прежнему намного ниже, чем у графита. Если инженеры смогут преодолеть эту проблему (и Tesla пообещала, что это возможно), литий-ионные батареи (LIB) могут вскоре сделать рывок вперед.

В своем кратком обзоре будущего LIB, Sila Nanotechnologies утверждает, что кремниевые аноды обладают наибольшим краткосрочным потенциалом для рывка в этой области. Он резюмирует:

[T] здесь нет массовых коммерческих литий-ионных аккумуляторов (пока!), В которых кремниевый анод полностью заменяет графитовый. Когда [это] действительно прибудет, награда будет стоить ожидания. Мы ожидаем, что автомобильные элементы с катодами NCA или NCM в паре с [кремниевыми] анодами повысят плотность энергии до 50%, тем самым снизив стоимость $ / киловатт-час на 30-40% менее чем за десять лет.

Это ошеломляющий приз — если какой-либо производитель сможет его разблокировать. (Прочтите статью Джулиана Спектора Canary о Sionic, компании по производству аккумуляторов, которая недавно представила кремниевый анод, который, по ее словам, может вписаться в существующие производственные линии LIB.) катоды. Если инженеры смогут взломать код и создать кремниевые аноды с более высоким сроком службы, это принесет пользу всем катодам (см. Обсуждение LFP ниже).

Фториды как катоды

Одна вещь, которую я не упомянул о кремнии как аноде: он не работает через интеркаляцию. Вместо того, чтобы встраиваться в анод, ионы вступают в реакцию с кремнием и связываются с ним. Этот процесс называется преобразованием. Это затрудняет удаление ионов без повреждений, но также позволяет удерживать больше ионов.

Сегодня аноды являются ограничивающим фактором в большинстве батарей. По мере улучшения анодов появляется больше возможностей для улучшения катодов.Sila занимается исследованиями фторидов — в ней упоминаются катоды на основе фторидов металлов (например, фторид железа или фторид меди) и катоды на основе серы, которые также работают посредством преобразования, а не интеркаляции, а также могут накапливать больше ионов. Сила пишет:

Вероятно, что с конверсионным катодом и разработанным кремниевым анодом с малым разбуханием срок службы литий-ионных аккумуляторов может быть увеличен до 10 000 полных циклов, при этом он имеет самую высокую плотность энергии на рынке — таким образом, нарушение [power vs.энергия] компромисс.

По мнению компании Sila, только эта комбинация — анод на основе преобразования и катод на основе преобразования — может снизить цены на LIB до «~ 50 долларов США / кВтч к 2030 году и ~ 30 долларов США / кВтч к 2040 году». Если такое резкое падение произойдет, это будет абсолютно безумно и почти наверняка сокрушит всех конкурентов.

Литий-феррофосфат (LFP)

LFP, в которых в качестве катода используется соединение лития и железа, были одними из первых LIB, которые были коммерциализированы. Они уже входят в стандартную комплектацию Китая и используются в скутерах и небольших электромобилях этой страны.

«Крупные китайские производители аккумуляторов — BYD, CATL и Lishen — каждый из них больше, чем любой другой производитель аккумуляторов за пределами Китая», — говорит Лу Шик, директор по инвестициям Clean Energy Ventures. «И они производят литий-железо-фосфатные элементы в течение 10 лет».

Несколько лет назад казалось, что LFP собираются вытеснить NMC и NCA, но в последнее время они вернулись. Теперь они потенциально могут занять лидирующие позиции на рынках электромобилей и стационарных хранилищ.Они уже захватили почти половину китайского рынка электромобилей.

LFP используют феррофосфат лития (LiFePO4) в качестве катода, заменяя никель, марганец и / или алюминий. У них есть многочисленные преимущества по сравнению с конкурентами на основе никеля:

• Дешевле по материалам (хотя еще не по цене $ / кВтч).
• Более длительный срок службы (Мэтт Робертс, ранее исполнительный директор Ассоциации накопителей энергии, а теперь работающий в компании по производству аккумуляторов Simpliphi, говорит, что на батареи LFP его компании распространяется гарантия на 10 000 циклов по сравнению с 2,500–5,000 для кобальтовых батарей).
• Более высокая удельная мощность.
• Высокая безопасность и низкая токсичность («Они почти … пуленепробиваемые, поскольку не могут загореться», — говорит Шик из Clean Energy Ventures).
• Замените проблемные и / или редкие металлы на железо, которое безопасно и в большом количестве.

В обмен на эти преимущества LFP имеют более низкую плотность энергии (потому что у ионов меньше пространства для интеркаляции). Однако, поскольку они настолько безопасны, LFP не требуют такой же защитной упаковки, как NMC и NCA, поэтому они могут получить часть этой эффективности обратно на уровне упаковки.Тесла говорит, что, хотя LFP имеют 50 процентов плотности энергии своих высоконикелевых конкурентов, автомобиль на основе LFP все еще может получить 75 процентов диапазона.

VW объявил в прошлом месяце, что, начиная с 2023 года, он будет «использовать фосфат лития-железа, или LFP, в моделях начального уровня; никель-марганцевые в объемных моделях; и NCM с высоким содержанием никеля в моделях высокого класса ».

Tesla сказала примерно то же самое на своем мероприятии Battery Day в 2020 году. Компания планирует использовать LFP для предстоящего дешевого (менее 25 000 долларов) автомобиля, Model 3 и коммерческих накопителей энергии.

Изображение предоставлено: Tesla

Текущие LFP не будут использоваться в высокопроизводительных транспортных средствах, но большинство производимых автомобилей не относятся к этой категории. LFP «достаточно хороши, по сути, для любого вида пригородных автомобилей», — говорит Шик. «Я думаю, вы увидите целую кучу экономичных автомобилей, которые [используют] LFP». Аккумуляторы LFP будут использоваться в такси, маршрутных транспортных средствах и транспортных средствах для автопарков, а также в скутерах, рикшах и мотоциклах. Это будет дешевый, надежный, повседневный вариант.

И если LFP можно использовать в тандеме с кремниевыми анодами, они потенциально могут перейти в категорию дальности свыше 300 миль.

LFP на рынках накопителей энергии

Плотность энергии также менее важна на рынке накопителей энергии, где важны цена, емкость и безопасность.

LFP с длительным сроком службы и низкой стоимостью делают их привлекательными на рынке сетевых хранилищ. Как писал Джулиан Спектор в феврале на GTM:

Согласно исследованию Wood Mackenzie, в 2015 году батареи LFP обслуживали только 10 процентов рынка сетевых хранилищ. Доминировала компания NMC с долей рынка более 70%. Но с тех пор рыночная доля NMC снизилась, а доля LFP выросла.Аналитики прогнозируют, что к 2030 году LFP станет ведущим химическим продуктом для сетевых батарей, захватив 30 процентов все более диверсифицированного рынка.

Изображение предоставлено: Wood Mackenzie

Что касается распределенного хранилища за счетчиком, на некоторых рынках, включая Калифорнию и Нью-Йорк, жилые батареи Tesla (все еще NMC) запрещено устанавливать внутри гаражей из-за риска теплового разгона , что может привести к пожару. LFP прошли обширный режим испытаний на безопасность и будут разрешены к установке повсюду; что дает им ощутимое рыночное преимущество.

Робертс из Simpliphi убежден, что проблема безопасности будет приобретать все большее значение благодаря неоднократным отзывам таких производителей, как LG Chem. (Последний вариант обойдется Hyundai в 900 миллионов долларов.)

«Какова ваша нормированная стоимость энергии?» он спрашивает. «Вы там цитируете:« Я могу израсходовать 100 долларов за киловатт-час для аккумуляторной батареи ». Если, однако, через два года вам нужно будет сделать отзыв на миллиард долларов, когда это будет учтено в LCOE?»

При достаточных производственных масштабах цена любой батареи приближается к цене ее материалов, а LFP использует невероятно дешевые материалы.Если он достаточно масштабируется, он потенциально может стать достаточно дешевым, чтобы доминировать на рынке хранилищ, отбиваясь от других LIB на рынке бытовых хранилищ, а также с другими химическими и форм-факторами (которые мы рассмотрим в следующей статье) на рынке складских хранилищ.

Изображение предоставлено: RMI

«Из всех литий-ионных химических соединений LFP может сыграть самую большую роль в ускорении перехода мира к устойчивой энергетике», — говорит Джордан Гисиге, который снимает видео с пояснениями к батареям под названием «Ограничивающий фактор».(Они превосходны; я не могу их достаточно настоятельно рекомендовать.)

Оксид лития-марганца (LMO) и оксид лития-марганца-никеля (LMNO)

Марганец в изобилии, безопасен и стабилен при широком диапазоне температур, хотя его удельная энергия составляет ниже, чем кобальт или никель. Поскольку химические составы ЖИО не содержат кобальта и избегают угрозы теплового разгона, они используются в медицинском оборудовании, а также в электроинструментах, электрических велосипедах и электромобилях.

«В оригинальном Nissan Leaf [в аккумуляторе] использовался катод из оксида лития-марганца, — говорит Дэн Стейнгарт, ученый-материаловед и содиректор Центра электрохимической энергии Колумбийского университета, — а в Nissan Leaf никогда не было…. развязал пожар ».

The Leaf также не очень далеко продвинулся по обвинению — LMO может иметь проблемы с выходом из своей ниши.

Батареи LMNO («высоковольтные шпинели») сохраняют часть плотности энергии никеля при замене кобальта. Согласно исследованию 2020 года, опубликованному в журнале Journal of Power Sources , целью которого было выявить «новые катодные материалы с высокой плотностью энергии, низкой стоимостью и повышенной безопасностью», LMNO является «одним из самых многообещающих кандидатов, еще не получивших коммерциализации».”

Аккумуляторы LMNO должны будут увеличить свой продолжительный срок службы, прежде чем они смогут составить конкуренцию более устоявшимся химическим соединениям.

В следующих батареях, которые мы обсудим, все используют литий или литиевые соединения в качестве анода, а не катода.

Литий-сера (Li-S)

В конце 2000-х на сцене возник взрыв Li-S, вызвавший некоторый ажиотаж, продемонстрировав, что элемент с литием в качестве анода и серой в качестве катода — двумя элементами с чрезвычайно низким атомным весом — может удвоить удельную энергию обычных LIB.К тому же сера невероятно дешевая.

Но сера также имеет очень низкую проводимость, поэтому нужно добавить что-то (обычно углерод), чтобы втягивать ионы. Что еще более важно, Li-S батареи довольно быстро разлагаются и имеют малый срок службы. На сегодняшний день они остаются коммерчески недоступными. (В этой статье рассматриваются остающиеся проблемы.)

Простой твердый металлический литий является отличным анодом, поскольку он очень склонен к высвобождению электронов и ионов. Использование металлического лития в качестве анода на самом деле восходит к 1970-м годам, до разработки LIB.В литий-металлической батарее заряженные ионы лития «прикрепляются» к металлическому аноду (прикрепляются непосредственно к нему).

Проблема в том, что литий обладает высокой реакционной способностью, и ионы имеют тенденцию образовывать «дендриты», ветвящиеся древовидные образования, которые снижают плотность энергии и срок службы, а также увеличивают риск короткого замыкания или пожара. Проблемы с реакционной способностью лития — это то, что изначально привело к добавлению графита к аноду, поэтому ионы могли интеркалировать, а не покрывать его. Это привело к рождению LIB.

Но исследователи и разработчики недавно вернулись к химии лития-металла, выясняя новые способы предотвращения образования дендритов на этом пути. Потеря графита на аноде снижает вес и значительно улучшает удельную энергию, в некоторых случаях удваивая ее.

На сегодняшний день металлический литий обычно используется в паре со стандартным катодом NMC. Американский стартап Lavle строит гигантский завод по производству именно таких батарей, открытие которого ожидается в 2023 году. Сначала он нацелен на рынки, где ценится плотность энергии, включая судоходство и авиацию.

Однако с технической точки зрения металлический литий не зависит от катода. Это потенциально может работать, чтобы обеспечить возможность перезарядки и лучшую производительность за счет более дешевых катодных материалов, таких как цинк, алюминий и сера. Исходя из стоимости чистых материалов, «по-настоящему наименее затратной системой для литиевых перезаряжаемых батарей является металлический литий и серный катод», — говорит Ребекка Сиз, доцент кафедры машиностроения в Университете Пердью.

Однако большая часть исследований и разработок сосредоточена на электролитах.Литий-металлические батареи с жидкими электролитами существуют (и все еще исследуются), но наибольший интерес вызывают твердые электролиты и .

Изображение предоставлено: QuantumScape

Твердые электролиты (твердое состояние)

Жидкие электролиты, используемые в большинстве LIB, ограничивают типы электродов, которые можно использовать, и форму аккумуляторного элемента; Кроме того, они часто легковоспламеняющиеся, что представляет собой угрозу безопасности. Ведутся тонны исследований твердых электролитов, которые обеспечивают гораздо более высокую плотность энергии и не могут загореться.

Многие исследователи ожидают, что твердотельные батареи положат начало новому витку инноваций. RMI пишет, что «несколько компаний с твердым телом нацелены на 2024–2025 годы для первых коммерческих линий электромобилей, но демонстрации, скорее всего, состоятся раньше». Компании, производящие литий-металлические твердотельные батареи, в том числе Solid Power и QuantumScape, получили огромные инвестиции от автопроизводителей и инвесторов, таких как Билл Гейтс.

Тем не менее, несмотря на всю шумиху, существует значительный скептицизм по поводу твердотельных батарей.После многих лет больших обещаний компания Fisker полностью отказалась от твердотельных батарей в начале этого года. «Это такая технология, в которой, когда вы чувствуете, что на вас 90 процентов, вы почти у цели, — сказал Verge основатель Хенрик Фискер, — пока вы не поймете, что последние 10 процентов намного сложнее, чем первые 90. ”

«Стоимость и безопасность современных литий-ионных технологий улучшаются так быстро, что технология, которая появится через 10 лет, по оценке [Фискера], просто не заслуживает внимания», — говорит Робертс.«В конце концов, во многих приложениях плотность энергии не критична».

Шик из Clean Energy Ventures прямо заявляет: «Ни одна из твердотельных литиевых батарей не способна делать то, что кого-то волнует».

«Хотя есть технические причины, по которым эта технология кажется святым Граалем батарей, — пишет Sila Nanotechnologies, — реальность такова, что даже если технология работает (и это большое« если »после 40 лет разработки) , вряд ли удастся найти на рынке больше, чем нишевые возможности.(Прочтите Джейсона Дейна о текущем рынке твердотельных аккумуляторов.)

Давайте назовем это важным «Может быть».

Литий-титановый оксид (LTO)

Аккумуляторы LTO имеют нанокристаллы титаната лития, покрывающие анод, что увеличивает площадь поверхности и позволяет гораздо большему количеству электронов высвобождаться намного быстрее, чем с графитом. Следовательно, они обладают невероятно высокой удельной мощностью (они могут быстро выделять энергию) и могут перезаряжаться быстрее, чем любые другие LIB. Они также обладают длительным сроком службы и высокой эффективностью подзарядки.

Они имеют более низкое напряжение, чем обычные LIB, и, следовательно, имеют более низкую плотность энергии, но из-за этого они также чрезвычайно безопасны в эксплуатации.

«Рабочие характеристики потрясающие, — говорит Робертс из Simpliphi, — но это просто безумно дорого».

На данный момент LTO используются в некоторых электромобилях и небольших приложениях, таких как электронные велосипеды. Если они упадут в цене, они могут найти другие ниши, где важна плотность мощности, например, промышленное оборудование.

Литий-воздушный (Li-air)

На передний план выходит литий-воздух, в котором в качестве анода используется металлический литий, а также различные материалы в качестве электролита (именно здесь исследования наиболее интенсивны) и в качестве катода. — воздуха.Да, воздух. Литий обменивается электронами и ионами с воздухом через электролит. Дурацкий.

Поскольку он сбрасывает весь вес катода — воздух довольно легкий — Li-air имеет невероятно высокую удельную энергию (энергия на единицу веса), теоретически равную удельной энергии бензина. На практике продемонстрирована лишь часть этого потенциала, но даже эта часть примерно в пять раз превышает удельную энергию обычных LIB.

Потребуются всевозможные улучшения в электролитах, сроке службы и масштабируемости, прежде чем Li-air станет практичным, но с точки зрения темных лошадей 2030 года, на это стоит обратить внимание.

***

Итак, это обзор химического состава литиевых батарей, претендующих на позицию на рынке стоимостью более триллиона долларов.

В моем следующем посте я рассмотрю несколько химикатов, не связанных с литием, которые надеются захватить некоторые из этих ниш — цинк, текучий и жидкий металл, о боже.

…

Эта статья была первоначально опубликована при напряжении Вольт .

No related posts.