Lithium Titanat Akkumulator
Der Lithium Titanat Akku (Lithium Titanate Oxide oder kurz LTO) ist eine Weiterentwicklung des Lithium Ionen Akkus. Der Hauptgrund, warum Lithium Akkus so schnell altern, ist die Bildung einer Oberflächenschicht auf der negativen Graphitelektrode. Genau das wird beim Lithium Titanat Akku verhindert, weil die Graphitelektrode durch eine gesinterte Elektrode ersetzt wird. Die sehr starke Bindung des Lithium im Titanat verhindert die Oberflächenschichtbildung und begünstigt so eine extrem hohe Anzahl von Lade/Entladezyklen. Dadurch ergibt sich eine sehr hohe Lebensdauer.
Weiters wird dadurch ein thermisches
Durchgehen des Akkus abgewendet, auch wenn dieser zB. durch einen
Unfall (eFahrzeug) stark mechanisch deformiert wurde. Die Lithium
Titanat Anode bewirkt, dass der LTO Akku im einem weiten
Temperaturbereich betrieben werden kann, speziell im tiefen
Bereich weit unter 0°C. Diese und noch andere Eigenschaften machen
den Lithium Titanat Akku zum
besten Akku unserer Zeit.
Der Verein ZWV wird den Lithium Titanat Akku zum Verkauf anbieten. Die Einzelzellen oder die ganze PV-Batterie mit 48V inkl. speziellem BMS und Gehäuse.
Ganz nach dem Motto unseres Vereins - gute Qualität, aber leistbar!
Weitere Infos -->Produkte
Die Vor- und Nachteile des Lithium Titanat Akkus
Vorteile:
+ sehr lange Lebensdauer bzw. Zyklenzahl möglich (15.000 bis 30.000 Zyklen!!!)
+ Betriebstemperaturbereich: -40 bis +60°C (laden und entladen!!!)
+ extreme Entladeströme möglich (10-15C!!!)
+ extrem schnelles Aufladen möglich (100% in 10 min!!!)
+ sicherster Akku (unter den Lithium Akkus sowieso): kein thermisches Durchgehen auch bei Durchstoß, temperaturfest bis 240°C, starkes Überladen oder Kurzschluss führen zu keiner Explosion oder Brandgefahr
Nachteile:
- hohe Anschaffungskosten (in Relation zur langen Lebensdauer, aber kein echter Nachteil)
- geringerer Energieinhalt als andere Lithium Akkus
- geringere Zellspannung (2,4V)
- BMS (Batteriemanagementsystem) erforderlich
Die Eigenschaften des LTO Akkus klingen ja wirklich sehr gut, besonders die lange Lebensdauer und die hohe Strombelastbarkeit. LTO Akkus werden in China, die hier uns Europäern ein gutes Stück voraus sind, unter anderem in Stadtbussen eingesetzt. Diese fahren kurz an (hoher Entladestrom) und bremsen dann gleich wieder elektrisch (hoher Ladestrom). Das sind extreme Arbeitsbedingungen! Nach einigen Jahren werden die gebrauchten, aber noch guten LTO-Batterien in Photovoltaikanlagen als stationäre Speicher eingesetzt und das noch über viele Jahre.
Da spielt der höhere Anschaffungspreis der Lithium Titanat Zellen keine große Rolle mehr und die ganze Sache ist somit höchst nachhaltig, was solche Batterien auch sein sollen.
Würde man einen Lithium Titanat Akku als Photovoltaikspeicher einsetzen (täglich ein Lade/Entlade Zyklus) und er würde 20.000 Zyklen lang arbeiten, dann wären das umgerechnet 55 Jahre!! (und er würde ja noch funktionieren). In dem Fall würde der Akku länger leben als die Photovoltaik-Zellen. Eine LTO-Batterie benötigt allerdings ein gutes BMS um die Zellen zu schützen, aber dafür ist der Wartungsaufwand praktisch Null. Man könnte die Lithium Titanat Batterie sogar unter dem Küchentisch aufstellen, sie ist sauber und sicher.
Beispiel: LTO 20AH Zelle
Technische Daten eines LTO aus chinesischer Produktion
Kapazität: 20 Ah
Nennspannung: 2,4V
Abmessungen: 120 x 23 x 100mm (LxBxH)
Gewicht: ca. 500 g
Energiedichte: 176 Wh/L
Ladeschlussspannung: 2,7V
Entladeschlussspannung: 1,5V
Lebensdauer: 20.000 bis 30.000 Zyklen, je nach Anwendung und Belastung
Ladewirkungsgrad: 95% bei Normalladung, 90% bei Schnellladung
Betriebstemperatur: -30 bis +50°C
Ladestrom: bis max. 10C (200A)
Entladestrom: bis max. 10C (200A)
Diese kleine Lithium Titanat Zelle ist sehr leistungsfähig, was man ihr im ersten Moment nicht ansieht. Im nächsten Bild kann man gut erkennen, wie sich die Kapazität der 20Ah Zelle mit steigender Anzahl der Lade/Entladezyklen verringert. Wenn man bedenkt, dass nach 15.000 Zyklen noch über 85% der Kapazität nutzbar sind und das bei einer Lade/Entladebelastung von 3C, das sind 60A und fast 100% Entladetiefe!!! Noch besser vorstellbar wäre, wenn man diese 20Ah Zellen zu einer Batterie mit 100Ah zusammenschließen würde und diese wäre dann mit 300A belastet, beim Laden und Entladen!!!
Welche Batterie schafft so etwas? Und das bei der Zyklenzahl??
Ebenso sehr interessant ist die Schnellladefähigkeit der kleinen LTO Zelle. Möglich sind 80% Aufladung in 6min und 100% in 10min, unter der Voraussetzung, es steht genug Ladeleistung zur Verfügung.
Kauf, Preis und Verfügbarkeit des LTO
Bei Lithium Titanat Akkus wird man die Vielfalt der Zellengrößen, wie bei anderen Akkus üblich, vermissen, es gibt nur einige eher kleinere Zellentypen zu kaufen (16 bis 55Ah), und auch die muss man am Markt suchen.
Preislich werden sich LTO-Batterien an den teuren Nickel Eisen Akkus orientieren.
Der Verein ZukunftsWerkstatt Verkehr bietet den Lithium Titanat Akku zum Verkauf an. Wir überlegen auch, ob wir zusätzlich einen Workshop zum Thema Lithium Titanat Batterie organisieren sollen. Es wäre sehr interessant, Leute zu finden, die diese Akkus in der Praxis einsetzen wollen.
Eine kleine PV-Testanlage mit einem Off-Grid Inverter/Charger und einer 48V-LTO-Batterie (6kWh) mit einem ganz speziellen BMS, das von einer Spezialfirma entwickelt wurde, ist schon errichtet worden.
--> PV-Anlage 48V inkl. LTO-Batterie
Ein 48V - 160Ah PV LTO Akku würde ca. 3300 Euro kosten (netto, nur die Batteriezellen). Die PV-Batterien sind jederzeit erweiterbar.
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Wenn sie Interesse haben, bitte kontaktieren sie uns!!
Bericht: Gerald Harbusch (2017-2018)