Toshiba zeigt neue LTO-Zelle mit 20 Ah

Toshiba erweitert sein SCiB-Angebot um die neue 20-Ah-HP-Lithium-Ionen-Batteriezelle. Die neue Lithium-Titan-Oxid-Zelle soll sich für ein breiteres Anwendungsspektrum eignen als das Vorgängermodell — etwa in Bussen, aber auch Plug-in-Hybrid-Pkw.

Unter dem Markennamen Super Charge Ion Battery oder kurz SCiB vertreibt der japanische Hersteller eine Reihe von Lithium-Titan-Oxid-Batterien (LTO) – darunter Kfz-Starterbatterien mit 12 oder 24 Volt und Batterien für 48-Volt-Mildhybride. Als Anwendung für die 20-Ah-HP-Zelle nennt Toshiba unter anderem Automobile, Industrieanlagen und Speichersysteme. Als konkrete Beispiele werden in der Mitteilung die Antriebsstromversorgung und Notstromversorgung für Bahnen, Elektrofähren, Hybridbusse, Lkw, Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEV) und Plug-in-Hybride (PHEV) aufgeführt.

Im Vergleich zur aktuellen 20-Ah-Zelle von Toshiba liefert die neue 20-Ah-HP-Zelle bei gleicher Größe eine 1,7-fach höhere Eingangsleistung und eine 1,6-fach höhere Ausgangsleistung, was laut Toshiba durch eine etwa 40-prozentige Verringerung des Widerstands in der Zelle erreicht wird. Konkret sind es bei einer Nennspannung von 2,3 Volt eine Ausgabe- und Eingabeleistung von 1.900 Watt für zehn Sekunden, wenn der Ladestand bei mindestens 50 Prozent liegt. Da weniger Wärme entsteht, sobald große Ströme fließen, könne auch ein einfacheres Kühlsystem verbaut werden, so der Hersteller. „Je nach Kundensystem“ sei auch eine „forcierte Luftkühlung“ statt einer Wasserkühlung möglich – oder statt einer forcierten Luftkühlung eine natürliche Luftkühlung.

Eine der prismatischen Zellen wiegt rund 545 Gramm und ist 116x22x106 Millimeter groß. Das entspricht einer volumetrischen Energiedichte von 176 Wh/l und einer gravimetrischen Energiedichte von 84 Wh/kg. Die neue Zelle kommt somit auf dieselben Abmessungen wie das aktuelle Modell, sodass Kunden „problemlos auf die verbesserte Leistung mit demselben Modulpaket aufrüsten können“, verspricht Toshiba.

Auch erreicht die neue 20-Ah-HP-Zelle laut Toshiba eine längere Lebensdauer als die derzeitige 20-Ah-Zelle, indem sie aufgrund ihres geringeren Innenwiderstands die Wärmeentwicklung während des kontinuierlichen Ladens und Entladens reduziert. Unter Laborbedingungen habe die 20-Ah-HP-Zelle nach 8.000 Lade-/Entlade-Zyklen noch eine Kapazität von fast 100 Prozent erreicht, während die ältere 20-Ah-Zelle bereits zehn Prozent Degradation aufwies.

LTO-Batterien gehören wie bekannte Nickel-Mangan-Kobalt-Batterien, Nickel-Kobalt-Aluminium-Zellen oder auch Lithium-Eisenphosphat-Zellen zu den Lithium-Ionen-Batterien. Das Lithium-Titanat ist hier aber nicht an der Kathode angebracht, sondern anstelle des Graphits an der Anode – die Kathode kann entweder NMC- oder LFP-basiert sein. LTO-Batterien können hohe Lade-/Entladeströme abbilden und sind weniger anfällig bei tiefen Temperaturen und bei einer Tiefenentladung. Allerdings liegt die Energiedichte deutlich unter den NCM- oder NCA-Zellen. Daher haben sie sich bisher nicht in Elektroautos durchgesetzt, sondern kommen eher in E-Bussen zum Einsatz – wo die Energiedichte bei auf dem Fahrzeugdach verbauten Batterien nicht so entscheidend ist.
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