Какви са литиево -йонните батерии

Литиево-йонните батерии са популярен тип химия на батерията. Основно предимство, което предлагат тези батерии, е, че те са презареждащи се. Поради тази функция те се намират в повечето потребителски устройства днес, които използват батерия. Те могат да бъдат намерени в телефони, електрически превозни средства и голф колички с батерия.

Как работят литиево-йонните батерии?

Литиево-йонните батерии са съставени от една или множество литиево-йонни клетки. Те също съдържат защитна платка за предотвратяване на презареждане. Клетките се наричат батерии, веднъж инсталирани в корпус със защитна платка.

Литиево-йонните батерии ли са същите като литиевите батерии?

Не. Литиева батерия и литиево-йонна батерия са много различни. Основната разлика е, че последните са презареждащи се. Друга основна разлика е срокът на годност. Литиевата батерия може да издържи до 12 години неизползвана, докато литиево-йонните батерии имат срок на годност до 3 години.

Кои са основните компоненти на литиево -йонните батерии

Литиево-йонните клетки имат четири основни компонента. Това са:

Анод

Анодът позволява на електричеството да се премества от батерията във външна верига. Той също така съхранява литиеви йони при зареждане на батерията.

Катод

Катодът е това, което определя капацитета и напрежението на клетката. Той произвежда литиеви йони при изхвърляне на батерията.

Електролит

Електролитът е материал, който служи като тръбопровод за литиеви йони да се движат между катода и анода. Той е съставен от соли, добавки и различни разтворители.

Сепараторът

Последното парче в литиево-йонна клетка е сепараторът. Той действа като физическа бариера, за да държи катодът и анодът на разстояние.

Литиево-йонните батерии работят чрез преместване на литиеви йони от катода към анода и обратно чрез електролита. Докато йоните се движат, те активират свободните електрони в анода, създавайки заряд при положителния ток колектор. Тези електрони преминават през устройството, телефон или количка за голф, към отрицателния колектор и обратно в катода. Свободният поток на електрони вътре в батерията се предотвратява от сепаратора, принуждавайки ги към контактите.

Когато зареждате литиево-йонна батерия, катодът ще освободи литиеви йони и те се движат към анода. При изхвърляне литиевите йони се преместват от анода към катода, който генерира поток от ток.

Кога са измислени литиево-йонни батерии?

Литиево-йонните батерии бяха замислени за първи път през 70-те години от английския химик Стенли Уитингъм. По време на експериментите си учените изследваха различни химикали за батерия, която може да се презареди. Първото му изпитване включва титанов дисулфид и литий като електроди. Батериите обаче биха се късали и ще избухнат.

През 80 -те години друг учен Джон Б. Гуденно се зае с предизвикателството. Скоро след това Акира Йошино, японски химик, започва да изследва технологията. Йошино и Гуденът доказаха, че литиевият метал е основната причина за експлозиите.

През 90-те години литиево-йонната технология започна да печели, бързо се превръща в популярен източник на енергия до края на десетилетието. Той отбеляза първия път, когато технологията е комерсиализирана от Sony. Този лош запис на безопасност на литиевите батерии предизвика развитието на литиево-йонни батерии.

Докато литиевите батерии могат да държат по -висока енергийна плътност, те са опасни по време на зареждане и изпускане. От друга страна, литиево-йонните батерии са доста безопасни за зареждане и изхвърляне, когато потребителите се придържат към основни указания за безопасност.

Коя е най -добрата литиева йонна химия?

Има много видове литиево-йонни батерии. Наличните в търговската мрежа са:

Литиев титанат
Алуминиев оксид от литиев никел кобалт
Литиев никел манган кобалтово оксид
Литиев манганов оксид (LMO)
Литиев кобалтов оксид
Литиев железен фосфат (lifepo4)

Има много видове химикали за литиево-йонни батерии. Всеки от тях има своите възглавници и недостатъци. Някои обаче са подходящи само за специфични случаи на употреба. Като такъв, типът, който избирате, ще зависи от вашите нужди от мощност, бюджет, толерантност към безопасността и конкретен случай на използване.

Въпреки това, батериите на Lifepo4 са най -наличната в търговската мрежа вариант. Тези батерии съдържат графитен въглероден електрод, който служи като анод, и фосфат като катод. Те имат дълъг цикъл живот до 10 000 цикъла.

Освен това те предлагат голяма топлинна стабилност и могат спокойно да се справят с кратките скокове в търсенето. Батериите на Lifepo4 се оценяват за термичен праг на бягство до 510 градуса по Фаренхайт, най-високият от всеки наличен в търговската мрежа тип литиево-йонна батерия.

Предимства на батериите Lifepo4

В сравнение с оловни киселини и други батерии на литий, литиево-железен фосфат батерии имат огромно предимство. Те зареждат и изхвърлят ефективно, продължават по -дълго и могат дълбокоКлебез загуба на капацитет. Тези предимства означават, че батериите предлагат огромни икономии на разходи през целия си живот в сравнение с други типове батерии. По-долу е да погледнете специфичните предимства на тези батерии в превозни средства с ниска скорост и промишлено оборудване.

Батерия Lifepo4 в превозни средства с ниска скорост

Електрическите превозни средства с ниска скорост (LEV) са превозни средства с четири колела, които тежат по-малко от 3000 паунда. Те се захранват от електрически батерии, което ги прави популярен избор за колички за голф и други приложения за отдих.

Когато избирате опцията за батерията за вашия лев, едно от най -важните съображения е дълголетието. Например, голф колички с батерия трябва да имат достатъчно мощност, за да карат около голф игрище с 18 дупки, без да се налага да се презареждате.

Друго важно съображение е графикът за поддръжка. Добрата батерия не трябва да изисква поддръжка, за да се гарантира максимално наслаждаване на вашата спокойна дейност.

Батерията също трябва да може да работи при различни метеорологични условия. Например, това трябва да ви позволи да голф както в летната жега, така и през есента, когато температурите спадат.

Добрата батерия също трябва да се предлага със система за управление, която гарантира, че тя не прегрява и не се охлажда твърде много, влошавайки капацитета си.

Една от най -добрите марки, която отговаря на всички тези основни, но важни условия, е Roypow. Линията им на литиеви батерии LiFepo4 е оценена за температури от 4 ° F до 131 ° F. Батериите се предлагат с вградена система за управление на батерията и са изключително лесни за инсталиране.

Индустриални приложения за литиево -йонни батерии

Литиево-йонните батерии са популярна опция в индустриалните приложения. Най -често срещаната химия е батериите Lifepo4. Някои от най -често срещаното оборудване за използване на тези батерии са:

Тесни мотокари на пътеката
Балансирани мотокари
3 мотокари на колела
Walkie Stackers
Край и централни ездачи

Има много причини, поради които литиево -йонните батерии нарастват на популярност в индустриалните условия. Основните са:

Висок капацитет и дълголетие

Литиево-йонните батерии имат по-голяма енергийна плътност и дълголетие в сравнение с оловни батерии. Те могат да претеглят една трета от теглото и да доставят същата продукция.

Техният жизнен цикъл е друго основно предимство. За индустриална операция целта е да се сведат краткосрочните повтарящи се разходи до минимум. С литиево-йонните батерии батериите за мотокари могат да продължат три пъти по-дълго, което води до огромни икономии на разходи в дългосрочен план.

Те също могат да работят на по -голяма дълбочина на изхвърляне до 80%, без да въздействат върху капацитета им. Това има още едно предимство при спестяванията във времето. Операциите не е необходимо да спират по средата, за да разменят батерии, което може да доведе до хиляди човешки часове, спестени за достатъчно голям период.

Високоскоростно зареждане

С промишлените оловни батерии нормалното време за зареждане е около осем часа. Това се равнява на цяла 8-часова смяна, при която батерията не е налична за употреба. Следователно мениджърът трябва да отчита този престой и да закупи допълнителни батерии.

С батериите Lifepo4 това не е предизвикателство. Добър пример еRoypow Industrial Lifepo4 литиеви батерии, които зареждат четири пъти по -бързо от оловни киселинни батерии. Друго предимство е възможността да останете ефективни по време на изписване. Оловните киселинни батерии често търпят изоставане в производителността, докато се изхвърлят.

Линията на индустриалните батерии Roypow също няма проблеми с паметта, благодарение на ефективната система за управление на батерията. Оловни киселинни батерии често страдат от този проблем, което може да доведе до неуспех да достигне пълен капацитет.

С времето причинява сулфация, която може да намали вече краткия им живот наполовина. Проблемът често възниква, когато батериите с оловна киселина се съхраняват без пълен заряд. Литиевите батерии могат да се зареждат на кратки интервали и да се съхраняват на всякакъв капацитет над нула без никакви проблеми.

Безопасност и работа

Батериите на Lifepo4 имат огромно предимство в индустриалните настройки. Първо, те имат голяма термична стабилност. Тези батерии могат да работят при температури до 131 ° F, без да претърпят щети. Оловните киселинни батерии биха загубили до 80% от жизнения си цикъл при подобна температура.

Друг проблем е теглото на батериите. За подобен капацитет на батерията оловните киселини тежат значително повече. Като такива, те често се нуждаят от конкретно оборудване и по-дълго време за инсталиране, което може да доведе до по-малко човешки часове, изразходвани за работа.

Друг проблем е безопасността на работниците. По принцип батериите на Lifepo4 са по-безопасни от батериите с олово кисели. Според указанията на OSHA батериите с оловни киселини трябва да се съхраняват в специално помещение с оборудване, предназначено да елиминира опасни изпарения. Това въвежда допълнителни разходи и сложност в индустриална операция.

Заключение

Литиево-йонните батерии имат ясно предимство в индустриалните настройки и за електрически превозни средства с ниска скорост. Те издържат по -дълго, впоследствие спестяват пари на потребителите. Тези батерии също са нулева поддръжка, което е особено важно в индустриална обстановка, където спестяването на разходи е от първостепенно значение.