Litium ion batareyaları nədir

Litium-ion batareyalar batareya kimyasının məşhur növüdür. Bu batareyaların əsas üstünlüyü onların təkrar doldurula bilməsidir. Bu xüsusiyyətə görə, onlar bu gün batareyadan istifadə edən əksər istehlakçı cihazlarında tapılır. Onları telefonlarda, elektrik maşınlarında və akkumulyatorla işləyən qolf arabalarında tapmaq olar.

Litium-ion batareyaları necə işləyir?

Litium-ion batareyaları bir və ya bir neçə litium-ion hüceyrədən ibarətdir. Onlar həmçinin həddindən artıq yüklənmənin qarşısını almaq üçün qoruyucu dövrə lövhəsinə malikdirlər. Hüceyrələr qoruyucu dövrə lövhəsi olan bir korpusa quraşdırıldıqdan sonra batareyalar adlanır.

Litium-ion batareyaları litium batareyaları ilə eynidirmi?

Xeyr. Litium batareya və litium-ion batareya çox fərqlidir. Əsas fərq, sonuncuların təkrar doldurulmasıdır. Digər əsas fərq raf ömrüdür. Litium batareya istifadə olunmadan 12 ilə qədər davam edə bilər, litium-ion batareyalar isə 3 ilə qədər raf ömrünə malikdir.

Litium ion batareyalarının əsas komponentləri nədir

Litium-ion hüceyrələri dörd əsas komponentdən ibarətdir. Bunlar:

Anod

Anod elektrik enerjisinin akkumulyatordan xarici dövrəyə keçməsinə imkan verir. Batareyanı doldurarkən litium ionlarını da saxlayır.

katod

Katod hüceyrənin tutumunu və gərginliyini təyin edən şeydir. Batareyanı boşaldarkən litium ionları istehsal edir.

Elektrolit

Elektrolit, litium ionlarının katod və anod arasında hərəkət etməsi üçün bir boru kimi xidmət edən bir materialdır. Duzlardan, əlavələrdən və müxtəlif həlledicilərdən ibarətdir.

Ayırıcı

Litium-ion hüceyrəsindəki son hissə ayırıcıdır. Katod və anodu ayrı saxlamaq üçün fiziki maneə rolunu oynayır.

Litium-ion batareyaları litium ionlarını katoddan anoda və əksinə elektrolit vasitəsilə hərəkət etdirərək işləyir. İonlar hərəkət etdikcə anodda sərbəst elektronları aktivləşdirir və müsbət cərəyan kollektorunda yük yaradır. Bu elektronlar cihaz, telefon və ya qolf arabası vasitəsilə mənfi kollektora axır və yenidən katoda daxil olur. Batareyanın içərisində elektronların sərbəst axını separator tərəfindən qarşısı alınır və onları kontaktlara doğru məcbur edir.

Litium-ion batareyasını doldurduğunuzda, katod litium ionlarını buraxacaq və onlar anoda doğru hərəkət edirlər. Boşaltma zamanı litium ionları anoddan katoda keçir və bu da cərəyan axını yaradır.

Litium-ion batareyaları nə vaxt icad edilmişdir?

Litium-ion batareyaları ilk dəfə 70-ci illərdə ingilis kimyaçısı Stanley Whittingham tərəfindən yaradılmışdır. Təcrübələri zamanı elm adamları özünü doldura bilən batareya üçün müxtəlif kimyəvi maddələri araşdırdı. Onun ilk sınaqlarında elektrodlar kimi titan disulfid və litium iştirak edirdi. Bununla belə, batareyalar qısaqapanacaq və partlayacaq.

80-ci illərdə başqa bir alim John B. Goodenough problemi öz üzərinə götürdü. Tezliklə yapon kimyaçısı Akira Yoshino texnologiya ilə bağlı araşdırmalara başladı. Yoshino və Qudenou sübut etdilər ki, partlayışların əsas səbəbi litium metaldır.

90-cı illərdə litium-ion texnologiyası cazibə qazanmağa başladı və onilliyin sonunda tez bir zamanda populyar enerji mənbəyinə çevrildi. Bu texnologiyanın Sony tərəfindən kommersiyalaşdırıldığı ilk dəfə idi. Litium batareyalarının zəif təhlükəsizlik rekordu litium-ion batareyaların inkişafına təkan verdi.

Litium batareyaları daha yüksək enerji sıxlığına malik olsa da, doldurulma və boşalma zamanı təhlükəlidir. Digər tərəfdən, istifadəçilər əsas təhlükəsizlik qaydalarına əməl etdikdə litium-ion batareyaları doldurmaq və boşaltmaq olduqca təhlükəsizdir.

Ən yaxşı litium-ion kimyası nədir?

Çox sayda litium-ion batareya kimyası var. Ticarətdə mövcud olanlar bunlardır:

Litium titanat
Litium Nikel Kobalt Alüminium Oksidi
Litium Nikel Manqan Kobalt Oksidi
Litium Manqan Oksidi (LMO)
Litium kobalt oksidi
Litium Dəmir Fosfat (LiFePO4)

Litium-ion batareyaları üçün bir çox kimya növləri var. Hər birinin müsbət və mənfi tərəfləri var. Bununla belə, bəziləri yalnız xüsusi istifadə halları üçün uyğundur. Beləliklə, seçdiyiniz növ güc ehtiyaclarınızdan, büdcənizdən, təhlükəsizlik tolerantlığından və xüsusi istifadə vəziyyətinizdən asılı olacaq.

Bununla belə, LiFePO4 batareyaları ən çox satılan variantdır. Bu batareyalarda anod kimi xidmət edən qrafit karbon elektrodu və katod kimi fosfat var. Onların 10.000 dövrə qədər uzun bir dövrü var.

Bundan əlavə, onlar böyük istilik sabitliyi təklif edir və tələbatdakı qısa dalğalanmaları etibarlı şəkildə idarə edə bilirlər. LiFePO4 batareyaları 510 dərəcə Fahrenheit-ə qədər termal qaçış həddinə görə qiymətləndirilib ki, bu da kommersiyada mövcud olan hər hansı litium-ion batareya növünün ən yüksək göstəricisidir.

LiFePO4 batareyalarının üstünlükləri

Qurğuşun turşusu və digər litium əsaslı akkumulyatorlarla müqayisədə litium dəmir fosfat batareyaları böyük üstünlüyə malikdir. Onlar səmərəli şəkildə doldurulur və boşaldılır, daha uzun müddət davam edir və dərinləşə bilərcleqabiliyyətini itirmədən. Bu üstünlüklər o deməkdir ki, batareyalar digər batareya növləri ilə müqayisədə ömrü boyu böyük xərclərə qənaət edir. Aşağıda bu akkumulyatorların aşağı sürətli güclü nəqliyyat vasitələrində və sənaye avadanlıqlarında xüsusi üstünlüklərinə nəzər salın.

Aşağı Sürətli Avtomobillərdə LiFePO4 Batareya

Aşağı sürətli elektrik nəqliyyat vasitələri (LEVs) çəkisi 3000 funtdan az olan dörd təkərli nəqliyyat vasitələridir. Onlar elektrik batareyaları ilə işləyir, bu da onları qolf arabaları və digər istirahət məqsədləri üçün məşhur seçim edir.

LEV-iniz üçün batareya seçimini seçərkən ən vacib məsələlərdən biri uzunömürlülükdür. Məsələn, akkumulyatorla işləyən qolf arabaları 18 dəlikli qolf meydançasını doldurmadan sürmək üçün kifayət qədər gücə malik olmalıdır.

Başqa bir vacib məqam texniki xidmət cədvəlidir. Yavaş fəaliyyətinizdən maksimum həzz almaq üçün yaxşı batareya heç bir texniki xidmət tələb etməməlidir.

Batareya müxtəlif hava şəraitində də işləyə bilməlidir. Məsələn, o, həm yay istisində, həm də temperaturun aşağı düşdüyü payızda qolf oynamağa imkan verməlidir.

Yaxşı bir batareya həm də onun həddindən artıq istiləşməsini və ya çox soyumamasını təmin edən, tutumunu pisləşdirən idarəetmə sistemi ilə təchiz edilməlidir.

Bütün bu əsas, lakin vacib şərtlərə cavab verən ən yaxşı brendlərdən biri ROYPOW-dur. Onların LiFePO4 litium batareyaları xətti 4°F ilə 131°F arasında olan temperaturlar üçün qiymətləndirilir. Batareyalar daxili batareya idarəetmə sistemi ilə gəlir və quraşdırmaq olduqca asandır.

Litium ion batareyaları üçün sənaye tətbiqləri

Litium-ion batareyalar sənaye tətbiqlərində məşhur bir seçimdir. Ən çox istifadə edilən kimya LiFePO4 batareyalarıdır. Bu batareyaları istifadə etmək üçün ən çox yayılmış avadanlıqlardan bəziləri bunlardır:

Dar keçidli forkliftlər
Balanslaşdırılmış forkliftlər
3 təkərli forkliftlər
Walkie yığma maşınları
Son və mərkəz atlılar

Litium ion batareyalarının sənaye şəraitində populyarlığının artmasının bir çox səbəbi var. Əsas olanlar bunlardır:

Yüksək Tutum və Uzun Ömürlü

Litium-ion batareyaları qurğuşun-turşu batareyaları ilə müqayisədə daha böyük enerji sıxlığına və uzunömürlülüyünə malikdir. Onlar çəkinin üçdə birini çəkə və eyni məhsulu verə bilərlər.

Onların həyat dövrü başqa bir böyük üstünlükdür. Sənaye əməliyyatı üçün məqsəd qısamüddətli təkrarlanan xərcləri minimuma endirməkdir. Litium-ion batareyaları ilə forklift akkumulyatorları üç dəfə uzun müddət davam edə bilər ki, bu da uzun müddətdə böyük xərclərə qənaət etməyə səbəb olur.

Onlar həmçinin tutumlarına heç bir təsir etmədən 80%-ə qədər daha böyük atqı dərinliyində işləyə bilərlər. Bunun vaxta qənaət baxımından başqa bir üstünlüyü var. Batareyaları dəyişdirmək üçün əməliyyatların yarıda dayanmasına ehtiyac yoxdur, bu da kifayət qədər böyük bir müddət ərzində minlərlə insan-saat qənaətinə səbəb ola bilər.

Yüksək Sürətli Doldurma

Sənaye qurğuşun-turşu batareyaları ilə normal doldurma müddəti təxminən səkkiz saatdır. Bu, batareyanın istifadə üçün əlçatmaz olduğu bütün 8 saatlıq növbəyə bərabərdir. Nəticə etibarilə, menecer bu fasilələri hesaba almalı və əlavə batareyalar almalıdır.

LiFePO4 batareyaları ilə bu, çətin deyil. Yaxşı bir nümunədirROYPOW sənaye LifePO4 litium batareyaları, qurğuşun turşulu akkumulyatorlardan dörd dəfə daha sürətli doldurulur. Başqa bir üstünlük, boşalma zamanı səmərəli qalma qabiliyyətidir. Qurğuşun turşusu batareyaları boşaldıqca tez-tez performansında geriləmə olur.

ROYPOW sənaye batareyaları xətti də səmərəli batareya idarəetmə sistemi sayəsində yaddaş problemlərinə malik deyil. Qurğuşun turşusu batareyaları tez-tez bu problemdən əziyyət çəkir, bu da tam gücün çatmamasına səbəb ola bilər.

Zamanla sulfatlaşmaya səbəb olur ki, bu da onların onsuz da qısa olan ömrünü yarıya endirə bilər. Problem tez-tez qurğuşun turşusu batareyaları tam doldurulmadan saxlandıqda baş verir. Litium batareyaları heç bir problem olmadan qısa fasilələrlə doldurula və sıfırdan yuxarı istənilən tutumda saxlanıla bilər.

Təhlükəsizlik və İdarəetmə

LiFePO4 batareyaları sənaye şəraitində böyük üstünlüyə malikdir. Birincisi, onlar böyük istilik sabitliyinə malikdirlər. Bu batareyalar heç bir zərər görmədən 131°F-ə qədər temperaturda işləyə bilər. Qurğuşun turşusu batareyaları oxşar temperaturda həyat dövrünün 80%-ni itirəcək.

Başqa bir problem batareyaların çəkisidir. Bənzər bir batareya tutumu üçün qurğuşun turşusu batareyaları əhəmiyyətli dərəcədə daha ağırdır. Beləliklə, onlar tez-tez xüsusi avadanlıq və daha uzun quraşdırma vaxtına ehtiyac duyurlar ki, bu da işə daha az adam-saat sərf etməyə səbəb ola bilər.

Digər məsələ işçilərin təhlükəsizliyidir. Ümumiyyətlə, LiFePO4 batareyaları qurğuşunlu akkumulyatorlardan daha təhlükəsizdir. OSHA qaydalarına əsasən, qurğuşun turşusu akkumulyatorları təhlükəli dumanları aradan qaldırmaq üçün nəzərdə tutulmuş avadanlıqla xüsusi otaqda saxlanmalıdır. Bu, sənaye əməliyyatına əlavə xərc və mürəkkəblik gətirir.

Nəticə

Litium-ion batareyaları sənaye şəraitində və aşağı sürətli elektrik avtomobilləri üçün açıq üstünlüyə malikdir. Onlar daha uzun müddət xidmət edir, nəticədə istifadəçilərin pullarına qənaət edirlər. Bu akkumulyatorlar həm də sıfır texniki xidmətdir, bu, xüsusilə xərclərə qənaətin vacib olduğu sənaye şəraitində vacibdir.