Што такое літый-іённыя батарэі

Літый-іённыя акумулятары - папулярны тып хімічных батарэй. Асноўнай перавагай гэтых батарэй з'яўляецца тое, што яны перазараджваюцца. Дзякуючы гэтай асаблівасці, яны сустракаюцца ў большасці сучасных спажывецкіх прылад, якія выкарыстоўваюць акумулятар. Іх можна знайсці ў тэлефонах, электрамабілях і акумулятарных калясках для гольфа.

Як працуюць літый-іённыя батарэі?

Літый-іённыя батарэі складаюцца з аднаго або некалькіх літый-іённых элементаў. Яны таксама ўтрымліваюць ахоўную плату для прадухілення перазарадкі. Элементы называюцца акумулятарамі пасля ўстаноўкі ў корпусе з ахоўнай платай.

Ці аднолькавыя літый-іённыя батарэі з літыевымі?

Не. Літыевая батарэя і літый-іённая батарэя моцна адрозніваюцца. Галоўнае адрозненне ў тым, што апошнія з'яўляюцца акумулятарнымі. Яшчэ адно істотнае адрозненне - гэта тэрмін прыдатнасці. Літыевая батарэя можа праслужыць да 12 гадоў без выкарыстання, у той час як літый-іённыя батарэі маюць тэрмін прыдатнасці да 3 гадоў.

Якія ключавыя кампаненты літый-іённых батарэй

Літый-іённыя элементы маюць чатыры асноўныя кампаненты. Гэта:

Анод

Анод дазваляе электрычнасці рухацца ад батарэі да вонкавага ланцуга. Ён таксама захоўвае іёны літыя пры зарадцы акумулятара.

Катод

Катод - гэта тое, што вызначае ёмістасць і напружанне элемента. Ён вырабляе іёны літыя пры разрадзе батарэі.

Электраліт

Электраліт - гэта матэрыял, які служыць каналам для перамяшчэння іёнаў літыя паміж катодам і анодам. Ён складаецца з соляў, дабавак і розных растваральнікаў.

Раздзяляльнік

Апошняй часткай літый-іённай ячэйкі з'яўляецца сепаратар. Ён дзейнічае як фізічны бар'ер, які трымае катод і анод адзін ад аднаго.

Літый-іённыя батарэі працуюць за кошт перамяшчэння іёнаў літыя ад катода да анода і наадварот праз электраліт. Калі іёны рухаюцца, яны актывуюць свабодныя электроны ў анодзе, ствараючы зарад на станоўчым калектары току. Гэтыя электроны цякуць праз прыладу, тэлефон або каляску для гольфа, да адмоўнага калектара і назад у катод. Свабодны паток электронаў ўнутры батарэі прадухіляецца сепаратарам, прымушаючы іх да кантактаў.

Калі вы зараджаеце літый-іённы акумулятар, катод вызваляе іёны літыя, і яны рухаюцца да анода. Пры разрадзе іёны літыя рухаюцца ад анода да катода, што стварае ток.

Калі былі вынайдзены літый-іённыя батарэі?

Літый-іённыя акумулятары ўпершыню былі задуманы ў 70-х гадах англійскім хімікам Стэнлі Уітынгемам. Падчас яго эксперыментаў навукоўцы даследавалі розныя хімічныя рэчывы для акумулятара, які можа самастойна зараджацца. Яго першае выпрабаванне ўключала дысульфід тытана і літый у якасці электродаў. Аднак у акумулятараў адбылося кароткае замыканне і выбух.

У 80-я гады іншы навуковец, Джон Б. Гудэнаф, прыняў гэты выклік. Неўзабаве пасля гэтага японскі хімік Акіра Ёсіна пачаў даследаванні гэтай тэхналогіі. Ёсіна і Гудэнаф даказалі, што металічны літый быў асноўнай прычынай выбухаў.

У 90-х гадах літый-іённая тэхналогія пачала набіраць абароты і да канца дзесяцігоддзя хутка стала папулярнай крыніцай энергіі. Гэта быў першы выпадак камерцыялізацыі гэтай тэхналогіі Sony. Гэтыя дрэнныя паказчыкі бяспекі літыевых батарэй падштурхнулі да распрацоўкі літый-іённых батарэй.

У той час як літыевыя батарэі могуць утрымліваць больш высокую шчыльнасць энергіі, яны небяспечныя падчас зарадкі і разрадкі. З іншага боку, літый-іённыя акумулятары цалкам бяспечна зараджаць і разраджаць, калі карыстальнікі прытрымліваюцца асноўных правілаў бяспекі.

Якая хімія іёнаў літыя лепшая?

Існуе мноства хімічных тыпаў літый-іённых батарэй. Камерцыйна даступныя:

Тытанат літыя
Літый-нікель-кобальт-аксід алюмінія
Літый Нікель Марганец Аксід Кобальту
Аксід марганца літыя (LMO)
Аксід літыя-кобальту
Фасфат літый-жалеза (LiFePO4)

Для літый-іённых акумулятараў існуе мноства тыпаў хімікатаў. Кожны з іх мае свае плюсы і мінусы. Аднак некаторыя падыходзяць толькі для пэўных выпадкаў выкарыстання. Такім чынам, тып, які вы вылучыце, будзе залежаць ад вашых патрэбаў у электраэнергіі, бюджэту, допуску бяспекі і канкрэтнага выпадку выкарыстання.

Аднак батарэі LiFePO4 з'яўляюцца найбольш камерцыйна даступным варыянтам. Гэтыя акумулятары ўтрымліваюць вугальны графітавы электрод, які служыць анодам, і фасфатны катод. Яны маюць працяглы тэрмін службы да 10 000 цыклаў.

Акрамя таго, яны забяспечваюць выдатную цеплавую ўстойлівасць і могуць бяспечна вытрымліваць кароткія скокі попыту. Акумулятары LiFePO4 разлічаны на парог цеплавога ўцёку да 510 градусаў па Фарэнгейце, што з'яўляецца самым высокім з усіх літый-іённых акумулятараў, даступных у продажы.

Перавагі батарэй LiFePO4

У параўнанні са свінцова-кіслотнымі і іншымі батарэямі на аснове літыя літый-жалеза-фасфатныя акумулятары маюць вялікую перавагу. Яны эфектыўна зараджаюцца і разраджаюцца, служаць даўжэй і могуць глыбока зараджаццаясныбез страты ёмістасці. Гэтыя перавагі азначаюць, што батарэі забяспечваюць велізарную эканомію на працягу ўсяго тэрміну службы ў параўнанні з іншымі тыпамі батарэй. Ніжэй разглядаюцца канкрэтныя перавагі гэтых акумулятараў у нізкахуткасных транспартных сродках і прамысловым абсталяванні.

Батарэя LiFePO4 у нізкахуткасных транспартных сродках

Ціхаходныя электрамабілі (LEV) - гэта чатырохколавыя транспартныя сродкі, вага якіх менш за 3000 фунтаў. Яны працуюць ад электрычных батарэй, што робіць іх папулярным выбарам для калясак для гольфа і іншых відаў адпачынку.

Пры выбары акумулятара для вашага LEV адным з найбольш важных момантаў з'яўляецца даўгавечнасць. Напрыклад, каляскі для гольфа з батарэйным харчаваннем павінны мець дастатковую магутнасць, каб ездзіць па полі для гольфа з 18 лункамі без падзарадкі.

Яшчэ адзін важны момант - графік тэхнічнага абслугоўвання. Добры акумулятар не патрабуе абслугоўвання, каб забяспечыць максімальную асалоду ад адпачынку.

Акумулятар таксама павінен мець магчымасць працаваць у розных умовах надвор'я. Напрыклад, гэта павінна дазволіць вам гуляць у гольф як летам, так і восенню, калі тэмпература паніжаецца.

Добры акумулятар таксама павінен пастаўляцца з сістэмай кіравання, якая гарантуе, што ён не пераграваецца і не занадта моцна астуджаецца, пагаршаючы яго ёмістасць.

Адным з лепшых брэндаў, які адпавядае ўсім гэтым асноўным, але важным умовам, з'яўляецца ROYPOW. Іх лінейка літыевых батарэй LiFePO4 разлічана на тэмпературу ад 4°F да 131°F. Батарэі пастаўляюцца з убудаванай сістэмай кіравання батарэямі і вельмі простыя ва ўсталёўцы.

Прамысловае прымяненне літый-іённых батарэй

Літый-іённыя батарэі з'яўляюцца папулярным варыянтам у прамысловасці. Самая распаўсюджаная хімія, якая выкарыстоўваецца, - гэта батарэі LiFePO4. Некаторыя з найбольш распаўсюджаных прылад для выкарыстання гэтых батарэй:

Вілачныя пагрузчыкі з вузкім праходам
Пагрузчыкі з процівагай
3-х колавыя пагрузчыкі
Рацыі штабелеры
Канцавы і цэнтральны райдэры

Ёсць шмат прычын, па якіх літый-іённыя акумулятары становяцца ўсё больш папулярнымі ў прамысловых умовах. Асноўныя з іх:

Высокая ёмістасць і даўгавечнасць

Літый-іённыя батарэі маюць вялікую шчыльнасць энергіі і даўгавечнасць у параўнанні са свінцова-кіслотнымі батарэямі. Яны могуць важыць траціну вагі і даць такую ж прадукцыю.

Іх жыццёвы цыкл - яшчэ адна важная перавага. Для прамысловага прадпрыемства мэта складаецца ў тым, каб звесці кароткатэрміновыя перыядычныя выдаткі да мінімуму. З літый-іённымі акумулятарамі батарэі пагрузчыка могуць працаваць у тры разы даўжэй, што ў доўгатэрміновай перспектыве прыводзіць да значнай эканоміі сродкаў.

Яны таксама могуць працаваць на большай глыбіні разраду да 80% без уплыву на іх ёмістасць. Гэта мае яшчэ адну перавагу ў эканоміі часу. Праца не павінна спыняцца на паўдарозе, каб замяніць батарэі, што можа прывесці да эканоміі тысяч чалавек-гадзін на працягу досыць доўгага перыяду.

Высакахуткасная зарадка

Для прамысловых свінцова-кіслотных акумулятараў звычайны час зарадкі складае каля васьмі гадзін. Гэта роўна цэлай 8-гадзіннай змене, калі батарэя недаступная для выкарыстання. Такім чынам, кіраўнік павінен улічыць гэты час прастою і набыць дадатковыя батарэі.

З батарэямі LiFePO4 гэта не складана. Добрым прыкладам з'яўляеццаПрамысловыя літыевыя батарэі ROYPOW LifePO4, якія зараджаюцца ў чатыры разы хутчэй, чым свінцова-кіслотныя акумулятары. Яшчэ адна перавага - здольнасць заставацца працаздольнай падчас разраду. Свінцова-кіслотныя акумулятары часта пакутуюць ад адставання ў прадукцыйнасці, калі яны разраджаюцца.

Лінейка прамысловых батарэй ROYPOW таксама не мае праблем з памяццю, дзякуючы эфектыўнай сістэме кіравання батарэямі. Свінцова-кіслотныя акумулятары часта пакутуюць ад гэтай праблемы, што можа прывесці да няздольнасці дасягнуць поўнай магутнасці.

З часам гэта выклікае сульфатацыю, якая можа скараціць іх і без таго кароткі тэрмін службы ўдвая. Праблема часта ўзнікае, калі свінцова-кіслотныя акумулятары захоўваюцца без поўнай зарадкі. Літыевыя батарэі можна без праблем зараджаць праз кароткія прамежкі часу і захоўваць пры любой ёмістасці вышэй за нуль.

Бяспека і кіраванне

Батарэі LiFePO4 маюць вялікую перавагу ў прамысловых умовах. Па-першае, яны валодаюць вялікай тэрмаўстойлівасцю. Гэтыя батарэі могуць працаваць пры тэмпературах да 131°F без якіх-небудзь пашкоджанняў. Свінцова-кіслотныя акумулятары страцяць да 80% свайго жыццёвага цыкла пры падобнай тэмпературы.

Яшчэ адна праблема - вага акумулятараў. Пры такой жа ёмістасці свінцова-кіслотныя акумулятары важаць значна больш. Такім чынам, ім часта патрабуецца спецыяльнае абсталяванне і больш працяглы час мантажу, што можа прывесці да меншай колькасці чалавека-гадзін, затрачаных на працу.

Яшчэ адно пытанне - бяспека працоўных. У цэлым батарэі LiFePO4 больш бяспечныя, чым свінцова-кіслотныя. Згодна з рэкамендацыямі OSHA, свінцова-кіслотныя акумулятары павінны захоўвацца ў спецыяльным памяшканні з абсталяваннем, прызначаным для ліквідацыі небяспечных пароў. Гэта ўносіць дадатковыя выдаткі і складанасць у прамысловую эксплуатацыю.

Заключэнне

Літый-іённыя батарэі маюць відавочную перавагу ў прамысловых умовах і для нізкахуткасных электрамабіляў. Яны служаць даўжэй, што дазваляе зэканоміць грошы карыстальнікаў. Гэтыя батарэі таксама не патрабуюць абслугоўвання, што асабліва важна ў прамысловых умовах, дзе эканомія выдаткаў мае першараднае значэнне.