Batería de titanato de litio

La batería de titanato de litio u óxido de litio y titanio (LTO) es un tipo de batería recargable que tiene la ventaja de cargarse más rápido ^[4] que otras baterías de iones de litio , pero la desventaja es una densidad de energía mucho menor .

Las baterías de titanato se utilizan en ciertas versiones exclusivas para Japón del vehículo eléctrico i-MiEV ^[5] de Mitsubishi, así como en la bicicleta eléctrica EV-neo y el Fit EV de Honda . ^{[6] [7]} También se utilizan en el autobús eléctrico conceptual Tosa . ^[8] Debido al alto nivel de seguridad de la batería y a sus capacidades de recarga, las baterías LTO se utilizan en aplicaciones de audio para automóviles, así como en dispositivos médicos móviles. ^[9]

También se utiliza una batería LTO en el S-Pen que viene con el Samsung Galaxy Note 20 Ultra 5G . ^[10]

Según un artículo de Weatherflow Co., ^[11] el dispositivo de estación meteorológica Tempest contiene una batería LTO de 1300 mAh, cargada a través de cuatro paneles solares, que requiere "al menos 4 horas de luz solar adecuada cada dos semanas".

El termómetro predictivo de combustión utiliza una batería LTO. Según Combustion Inc., esto le permite sobrevivir de manera segura a temperaturas de hasta 105 °C (221 °F) dentro de los hornos. ^[12]

Una batería de titanato de litio es una batería de iones de litio modificada que utiliza nanocristales de titanato de litio, en lugar de carbono , en la superficie de su ánodo . Esto le da al ánodo una superficie de unos 100 metros cuadrados por gramo, en comparación con los 3 metros cuadrados por gramo del carbono, lo que permite que los electrones entren y salgan del ánodo rápidamente. Además, el potencial redox de la intercalación de Li+ en óxidos de titanio es más positivo que el de la intercalación de Li+ en grafito. Esto hace que la carga rápida (mayor corriente de carga) sea mucho más segura en el caso del titanato que en el caso del carbono, ya que es menos probable que se formen dendritas de litio en el primer caso. ^[13] Las celdas de titanato de litio duran entre 3000 y 7000 ciclos de carga; ^[14] Es posible un ciclo de vida de ~1000 ciclos antes de alcanzar el 80% de su capacidad cuando se carga y descarga a 55 °C (131 °F), en lugar de los 25 °C (77 °F) estándar. ^[15]

Una desventaja de las baterías de titanato de litio es su menor voltaje inherente (2,4 V), lo que conduce a una energía específica menor (aproximadamente 30–110 Wh/kg ^[1] ) que las tecnologías de baterías de iones de litio convencionales, que tienen un voltaje inherente de 3,7 V. ^[16] Sin embargo, algunas baterías de titanato de litio tienen una densidad de energía volumétrica de hasta 177 Wh/L. ^[1]

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La empresa Log9 está trabajando para introducir su batería de iones tropicalizados (TiB) respaldada por químicas de ferrofosfato de litio (LFP) y óxido de litio y titanio (LTO). A diferencia de LFP y LTO, la química NMC (níquel, manganeso y cobalto) más popular tiene la resistencia a la temperatura necesaria para sobrevivir en las condiciones más cálidas, como en la India. LTO no solo es resistente a la temperatura, sino que también tiene una larga vida útil. ^[17]

Altairnano produce baterías de titanato de litio bajo la línea "Nanosafe", principalmente para vehículos eléctricos de batería . Los fabricantes de vehículos que han anunciado planes para utilizar baterías de Altairnano incluyen a Lightning Car Company , que planea usarlas para el Lightning GT , un automóvil deportivo eléctrico; ^{[18] [19]} Phoenix Motorcars , para su uso en sus vehículos utilitarios deportivos eléctricos; ^[20] y en Proterra , su autobús ligero eléctrico EcoRide BE35 de 35 pies. ^[21]

Altairnano también ha implementado sus sistemas de almacenamiento de energía de titanato de litio para servicios auxiliares de la red eléctrica ^[22], así como para aplicaciones militares. ^[23]

Grinergy es un fabricante de baterías de Corea del Sur fundado en 2017. Ofrece tecnología de baterías LTO de grado militar para uso comercial y Warfighter. ^[24] Grinergy es un Honoree de Innovación CES 2023 ^[25]

Leclanché es un fabricante de baterías suizo fundado en 1909. En 2006, adquirió Bullith AG (Alemania) para establecer una línea de fabricación de Li-Ion en Alemania. En 2014, su producto "TiBox" entró en el mercado. El contenido energético de TiBox es de 3,2 kWh, con una vida útil prevista de 15.000 ciclos. ^[26]

Microvast , con sede en Houston, Texas, fabrica una batería de titanato de litio que denomina "LpTO". En 2011, se inauguró la primera flota de autobuses de carga ultrarrápida del mundo en Chongqing , China. Se instaló un sistema de batería LpTO de 80 kWh en 37 autobuses eléctricos de doce metros, que se pueden cargar por completo en 10 minutos con un cargador de 400 kW. ^[27]

A partir de 2014, un fabricante de equipos originales de autobuses británico, Wrightbus , comenzó a utilizar baterías Microvast LpTO para 1000 unidades de autobuses New Routemaster de dos pisos . ^{[ cita requerida ]} Se utiliza un sistema de batería LpTO de 18 kWh para reemplazar la batería de fosfato de hierro y litio inicial porque la batería LFP tuvo una falla de rendimiento.

En 2015 se presentó por primera vez el ZeEUS (sistema de transporte urbano de cero emisiones) europeo. Su autobús VDL utiliza un sistema de batería LpTO de 62,5 kWh de Microvast ^[28] para un proyecto de demostración.

A partir de 2016, el puerto automatizado más grande del mundo, PSA TUAS, comenzó a utilizar el Microvast LpTO para 22 AGV eléctricos como primera fase de un proyecto de transporte horizontal de contenedores. ^[29]

El S-Pen con Bluetooth en el Samsung Galaxy Note 10 y 10+ contiene una batería de titanato de litio que tiene un tiempo de espera de diez horas. ^[30]

Seiko utiliza baterías de titanato de litio en sus relojes de pulsera Kinetic ( de cuarzo automático ). Los relojes Kinetic anteriores utilizaban un condensador para almacenar energía, pero la batería ofrece una mayor capacidad y una vida útil más prolongada. Un técnico puede reemplazar fácilmente la batería cuando su capacidad finalmente se deteriora hasta un nivel inaceptable. ^[31]

Las locomotoras trimodales de la clase 93 de British Rail, construidas por Stadler Rail, utilizan baterías de titanato de litio para permitir que el tren circule por líneas no electrificadas. Estas celdas refrigeradas por líquido se pueden cargar mientras están bajo las líneas aéreas o desde el motor diésel de a bordo cuando no se necesita toda la potencia para la tracción. ^{[32] [33]}

En 2007, Toshiba lanzó una batería de titanato de litio, denominada "Super Charge Ion Battery" (SCiB). ^{[34] [35]} La batería está diseñada para ofrecer una capacidad de carga del 90% en diez minutos. ^[36]

Las baterías SCiB se utilizan en la bicicleta eléctrica Schwinn Tailwind. ^[37] Toshiba también ha demostrado su uso como prototipo de batería para computadora portátil. ^[38] Las baterías SCiB de Toshiba se utilizan en una versión exclusiva para Japón de los vehículos eléctricos i-MiEV y Minicab MiEV ^[5] de Mitsubishi , y Honda las utiliza en su bicicleta eléctrica EV-neo y Fit EV , que llegaron al mercado en el verano de 2012. ^{[6] [7]} El N700S Shinkansen de JR Central utiliza baterías SCiB para funcionar a baja velocidad en caso de una interrupción de la energía aérea. ^[39]

La batería de titanato de litio de Toshiba es de bajo voltaje (voltaje nominal 2,3), con baja densidad de energía (entre el plomo-ácido y el fosfato de iones de litio), pero tiene una longevidad extrema, capacidades de carga/descarga y un amplio rango de temperaturas de funcionamiento.

En 2024, Toshiba especificó una vida útil esperada de 45.000 ciclos a 10 °C para su celda SCiB de 2,9 Ah de "alta potencia", ^[3] y 20.000 ciclos a 3 °C para su celda de 23 Ah de "alta energía". ^[2] Con cierta pérdida en la vida útil esperada, estas celdas se pueden cargar extremadamente rápido del 0 % al 80 % de la capacidad: en 1 minuto (es decir, a 48 °C) para la celda de 2,9 Ah, y en 6 minutos (es decir, a 8 °C) para la celda de 23 Ah. En abril de 2024, se pusieron en servicio cuatro trenes eléctricos de batería Siemens Mireo Plus B , alimentados por celdas LTO de Toshiba con una vida útil esperada de 15 años. ^[40]

YABO Power Technology lanzó una batería de titanato de litio en 2012. La celda de batería estándar YB-LITE2344 de 2,4 V/15 Ah se ha utilizado en vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía. ^[41]

Gree presentó su tecnología de baterías Yinlong, un tipo de batería LTO (litio-titanato) de carga rápida que puede funcionar en condiciones de temperatura extremas. Las baterías tienen una vida útil de hasta 10 años. Yinlong Energy proporciona baterías para usos como automóviles y almacenamiento de energía. ^[42]

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