Wat is litiumioonbatterye

Litiumioonbatterye is 'n gewilde tipe batterychemie. 'n Groot voordeel wat hierdie batterye bied, is dat hulle herlaaibaar is. As gevolg van hierdie kenmerk, word hulle vandag gevind in die meeste verbruikerstoestelle wat 'n battery gebruik. Hulle kan gevind word in fone, elektriese voertuie en battery-aangedrewe gholfkarretjies.

Hoe werk litiumioonbatterye?

Litiumioonbatterye bestaan uit een of meer litiumioonselle. Hulle bevat ook 'n beskermende stroombaanbord om oorlaai te voorkom. Die selle word batterye genoem sodra dit in 'n omhulsel met 'n beskermende stroombaan geïnstalleer is.

Is litiumioonbatterye dieselfde as litiumbatterye?

Nee. 'n Litiumbattery en 'n litiumioonbattery verskil hemelsbreed. Die belangrikste verskil is dat laasgenoemde herlaaibaar is. Nog 'n groot verskil is die rakleeftyd. ’n Litiumbattery kan tot 12 jaar ongebruik hou, terwyl litiumioonbatterye ’n raklewe van tot 3 jaar het.

Wat is die sleutelkomponente van litiumioonbatterye

Litiumioonselle het vier hoofkomponente. Dit is:

Anode

Die anode laat elektrisiteit van die battery na 'n eksterne stroombaan beweeg. Dit stoor ook litiumione wanneer die battery gelaai word.

Katode

Die katode is wat die sel se kapasiteit en spanning bepaal. Dit produseer litiumione wanneer die battery ontlaai word.

Elektroliet

Die elektroliet is 'n materiaal wat dien as 'n kanaal vir litiumione om tussen die katode en anode te beweeg. Dit is saamgestel uit soute, bymiddels en verskeie oplosmiddels.

Die Skeider

Die laaste stuk in 'n litium-ioonsel is die skeier. Dit dien as 'n fisiese versperring om die katode en anode uitmekaar te hou.

Litiumioonbatterye werk deur litiumione van die katode na die anode te beweeg en omgekeerd via die elektroliet. Soos die ione beweeg, aktiveer hulle vrye elektrone in die anode, wat 'n lading by die positiewe stroomkollektor skep. Hierdie elektrone vloei deur die toestel, 'n foon of gholfkarretjie, na die negatiewe versamelaar en terug in die katode. Die vrye vloei van elektrone binne die battery word deur die skeier verhoed, wat hulle na die kontakte dwing.

Wanneer jy 'n litiumioonbattery laai, sal die katode litiumione vrystel, en hulle beweeg na die anode. Wanneer dit ontlaai word, beweeg litiumione van die anode na die katode, wat 'n stroomvloei genereer.

Wanneer is litiumioonbatterye uitgevind?

Litium-ioon-batterye is die eerste keer in die 70's deur die Engelse chemikus Stanley Whittingham ontwerp. Tydens sy eksperimente het die wetenskaplikes verskeie chemieë ondersoek vir 'n battery wat homself kan herlaai. Sy eerste verhoor het titaandisulfied en litium as die elektrodes behels. Die batterye sou egter kortsluit en ontplof.

In die 80's het 'n ander wetenskaplike, John B. Goodenough, die uitdaging aangepak. Kort daarna het Akira Yoshino, 'n Japannese chemikus, navorsing oor die tegnologie begin. Yoshino en Goodenough het bewys dat litiummetaal die hoofoorsaak van ontploffings was.

In die 90's het litium-ioon-tegnologie begin trek en vinnig 'n gewilde kragbron geword teen die einde van die dekade. Dit was die eerste keer dat die tegnologie deur Sony gekommersialiseer is. Daardie swak veiligheidsrekord van litiumbatterye het die ontwikkeling van litiumioonbatterye aangespoor.

Terwyl litiumbatterye 'n hoër energiedigtheid kan hou, is hulle onveilig tydens laai en ontlaai. Aan die ander kant is litium-ioonbatterye redelik veilig om te laai en te ontlaai wanneer gebruikers aan basiese veiligheidsriglyne voldoen.

Wat is die beste litiumioonchemie?

Daar is talle tipes litium-ioon battery chemieë. Die kommersieel beskikbare is:

Litium titanaat
Litium Nikkel Kobalt Aluminium Oksied
Litium Nikkel Mangaan Kobalt Oksied
Litium-mangaanoksied (LMO)
Litium kobaltoksied
Litium-ysterfosfaat (LiFePO4)

Daar is talle soorte chemie vir litium-ioonbatterye. Elkeen het sy voor- en nadele. Sommige is egter slegs geskik vir spesifieke gebruiksgevalle. As sodanig sal die tipe wat jy kies afhang van jou kragbehoeftes, begroting, veiligheidsverdraagsaamheid en spesifieke gebruiksgeval.

LiFePO4-batterye is egter die mees kommersieel beskikbare opsie. Hierdie batterye bevat 'n grafietkoolstofelektrode, wat as die anode dien, en fosfaat as die katode. Hulle het 'n lang sikluslewe van tot 10 000 siklusse.

Boonop bied hulle groot termiese stabiliteit en kan hulle kort stygings in aanvraag veilig hanteer. LiFePO4-batterye word gegradeer vir 'n termiese wegholdrempel van tot 510 grade Fahrenheit, die hoogste van enige kommersieel beskikbare litium-ioon-batterytipe.

Voordele van LiFePO4-batterye

In vergelyking met loodsuur en ander litium-gebaseerde batterye, het litium yster fosfaat batterye 'n groot voordeel. Hulle laai en ontlaai doeltreffend, hou langer, en kan diep cyclesonder om kapasiteit te verloor. Hierdie voordele beteken dat die batterye groot kostebesparings oor hul leeftyd bied in vergelyking met ander batterytipes. Hieronder is 'n blik op die spesifieke voordele van hierdie batterye in laespoed-kragvoertuie en industriële toerusting.

LiFePO4-battery in laespoed-voertuie

Laespoed elektriese voertuie (LEV's) is vierwielvoertuie wat minder as 3000 pond weeg. Hulle word aangedryf deur elektriese batterye, wat hulle 'n gewilde keuse maak vir gholfkarretjies en ander ontspanningsgebruike.

Wanneer jy die battery-opsie vir jou LEV kies, is langlewendheid een van die belangrikste oorwegings. Battery-aangedrewe gholfkarretjies behoort byvoorbeeld genoeg krag te hê om om 'n 18-putjie-gholfbaan te ry sonder om te herlaai.

Nog 'n belangrike oorweging is die instandhoudingskedule. ’n Goeie battery behoort geen onderhoud te verg nie om die maksimum genot van jou rustige aktiwiteit te verseker.

Die battery moet ook in verskillende weerstoestande kan werk. Dit behoort jou byvoorbeeld in staat te stel om te gholf in die somerhitte en in die herfs wanneer temperature daal.

'n Goeie battery moet ook met 'n beheerstelsel kom wat verseker dat dit nie oorverhit of te veel verkoel nie, wat sy kapasiteit verswak.

Een van die beste handelsmerke wat aan al hierdie basiese maar belangrike voorwaardes voldoen, is ROYPOW. Hul reeks LiFePO4-litiumbatterye word gegradeer vir temperature van 4 ° F tot 131 ° F. Die batterye kom met 'n ingeboude batterybestuurstelsel en is uiters maklik om te installeer.

Industriële toepassings vir litiumioonbatterye

Litium-ioon batterye is 'n gewilde opsie in industriële toepassings. Die mees algemene chemie wat gebruik word, is LiFePO4-batterye. Van die mees algemene toerusting om hierdie batterye te gebruik, is:

Smal gang vurkhysers
Teen-gebalanseerde vurkhysers
3-wiel vurkhysers
Walkie-stapelaars
Eind- en middelryers

Daar is baie redes waarom litiumioonbatterye in gewildheid toeneem in industriële omgewings. Die belangrikste is:

Hoë kapasiteit en lang lewe

Litiumioonbatterye het 'n groter energiedigtheid en lang lewe in vergelyking met loodsuurbatterye. Hulle kan 'n derde van die gewig weeg en dieselfde uitset lewer.

Hul lewensiklus is nog 'n groot voordeel. Vir 'n industriële onderneming is die doel om korttermyn-herhalende koste tot 'n minimum te beperk. Met litium-ioonbatterye kan vurkhyserbatterye drie keer so lank hou, wat op die lang termyn tot groot kostebesparings lei.

Hulle kan ook op 'n groter diepte van ontlading van tot 80% werk sonder enige impak op hul kapasiteit. Dit het nog 'n voordeel in tydbesparing. Bedrywighede hoef nie halfpad te stop om batterye uit te ruil nie, wat kan lei tot duisende man-ure wat oor 'n groot genoeg tydperk bespaar word.

Hoëspoed-laai

Met industriële loodsuurbatterye is die normale laaityd ongeveer agt uur. Dit is gelyk aan 'n hele skof van 8 uur waar die battery nie beskikbaar is vir gebruik nie. Gevolglik moet 'n bestuurder rekening hou met hierdie stilstand en ekstra batterye aanskaf.

Met LiFePO4-batterye is dit nie 'n uitdaging nie. 'n Goeie voorbeeld is dieROYPOW industriële LifePO4 litiumbatterye, wat vier keer vinniger laai as loodsuurbatterye. Nog 'n voordeel is die vermoë om doeltreffend te bly tydens ontslag. Loodsuurbatterye ondervind dikwels 'n vertraging in werkverrigting as hulle ontlaai.

Die ROYPOW-reeks industriële batterye het ook geen geheueprobleme nie, danksy 'n doeltreffende batterybestuurstelsel. Loodsuurbatterye ly dikwels aan hierdie probleem, wat kan lei tot 'n versuim om volle kapasiteit te bereik.

Mettertyd veroorsaak dit sulfatering, wat hul reeds kort lewensduur in die helfte kan sny. Die probleem kom dikwels voor wanneer loodsuurbatterye sonder 'n volle lading gestoor word. Litiumbatterye kan met kort tussenposes gelaai en sonder enige probleme teen enige kapasiteit bo nul gestoor word.

Veiligheid En Hantering

LiFePO4-batterye het 'n groot voordeel in industriële omgewings. Eerstens het hulle groot termiese stabiliteit. Hierdie batterye kan in temperature van tot 131°F werk sonder om enige skade te ly. Loodsuurbatterye sal tot 80% van hul lewensiklus verloor by 'n soortgelyke temperatuur.

Nog 'n probleem is die gewig van die batterye. Vir 'n soortgelyke batterykapasiteit weeg loodsuurbatterye aansienlik meer. As sodanig benodig hulle dikwels spesifieke toerusting en langer installasietyd, wat kan lei tot minder man-ure wat aan die werk bestee word.

Nog 'n probleem is werkersveiligheid. Oor die algemeen is LiFePO4-batterye veiliger as loodsuurbatterye. Volgens OSHA-riglyne moet loodsuurbatterye in 'n spesiale kamer gestoor word met toerusting wat ontwerp is om gevaarlike dampe uit te skakel. Dit bring 'n ekstra koste en kompleksiteit in 'n industriële operasie.

Gevolgtrekking

Litium-ioon batterye het 'n duidelike voordeel in industriële omgewings en vir laespoed elektriese voertuie. Hulle hou langer, wat gebruikers geld spaar. Hierdie batterye is ook geen onderhoud nie, wat veral belangrik is in 'n industriële omgewing waar kostebesparing uiters belangrik is.