Kio estas baterioj de litio

Litio-jonaj baterioj estas populara tipo de bateria kemio. Grava avantaĝo, kiun ĉi tiuj kuirilaroj ofertas, estas, ke ili estas reŝargeblaj. Pro ĉi tiu funkcio, ili hodiaŭ troviĝas en plej multaj konsumantaj aparatoj, kiuj uzas kuirilaron. Ili troveblas en telefonoj, elektraj veturiloj kaj bateriaj golfaj ĉaroj.

Kiel funkcias litio-jonaj baterioj?

Litio-jonaj baterioj konsistas el unu aŭ multoblaj litio-jonoj. Ili ankaŭ enhavas protektan cirkvitan tabulon por malebligi superŝarĝon. La ĉeloj estas nomataj kuirilaroj iam instalitaj en enfermaĵo kun protekta cirkvit -tabulo.

Ĉu litio-jonaj baterioj samas kiel litiaj baterioj?

Ne. Litio-baterio kaj litio-jona baterio estas ege malsamaj. La ĉefa diferenco estas, ke ĉi -lastaj estas reŝargeblaj. Alia grava diferenco estas la breta vivo. Litio-baterio povas daŭri ĝis 12 jarojn neuzata, dum litio-jonoj-baterioj havas breto-vivon de ĝis 3 jaroj.

Kiuj estas la ŝlosilaj komponentoj de litio -jonaj baterioj

Litio-jonaj ĉeloj havas kvar ĉefajn komponentojn. Ĉi tiuj estas:

Anodo

La anodo permesas al elektro moviĝi de la kuirilaro al ekstera cirkvito. Ĝi ankaŭ stokas litiajn jonojn kiam ŝarĝas la kuirilaron.

Katodo

La katodo estas tio, kio determinas la kapablon kaj tension de la ĉelo. Ĝi produktas litiajn jonojn kiam malŝarĝas la baterion.

Elektrolito

La elektrolito estas materialo, kiu servas kiel konduto por litiaj jonoj moviĝi inter la katodo kaj anodo. Ĝi estas kunmetita de saloj, aldonaĵoj kaj diversaj solviloj.

La apartigilo

La fina peco en litio-jona ĉelo estas la apartigilo. Ĝi agas kiel fizika baro por teni la katodon kaj anodon aparte.

La baterioj de litio-jonoj funkcias movante jonojn de litio de la katodo al la anodo kaj inverse per la elektrolito. Dum la jonoj moviĝas, ili aktivigas senpagajn elektronojn en la anodo, kreante ŝarĝon ĉe la pozitiva nuna kolektanto. Ĉi tiuj elektronoj fluas tra la aparato, telefono aŭ golfa ĉaro, al la negativa kolektanto kaj reen en la katodon. La libera fluo de elektronoj en la kuirilaro estas malhelpita de la apartigilo, devigante ilin al la kontaktoj.

Kiam vi ŝarĝos lition-jonan baterion, la katodo liberigos litiajn jonojn, kaj ili moviĝas al la anodo. Kiam malŝarĝo, litiaj jonoj moviĝas de la anodo al la katodo, kiu generas fluon de kurento.

Kiam oni elpensis kuirilarojn de litio-jonoj?

Litio-jonaj baterioj unue estis konceptitaj en la 70-aj jaroj de angla kemiisto Stanley Whittingham. Dum liaj eksperimentoj, la sciencistoj esploris diversajn kemiaĵojn por kuirilaro, kiu povus reŝarĝi sin. Lia unua proceso implikis titanan disulfidon kaj lition kiel la elektrodoj. Tamen la kuirilaroj mallongigus kaj eksplodus.

En la 80 -aj jaroj, alia sciencisto, John B. Goodenough, prenis la defion. Baldaŭ poste, Akira Yoshino, japana kemiisto, komencis esploradon pri la teknologio. Yoshino kaj Goodenough pruvis, ke litio -metalo estis la ĉefa kaŭzo de eksplodoj.

En la 90-aj jaroj, litio-jona teknologio komencis gajni tiradon, rapide iĝante populara potenca fonto antaŭ la fino de la jardeko. Ĝi markis la unuan fojon, ke la teknologio estis reklamita de Sony. Tiu malbona sekureca rekordo de litiaj baterioj instigis la disvolviĝon de litio-jonoj-baterioj.

Dum litiaj baterioj povas teni pli altan energian densecon, ili estas nesekuraj dum ŝarĝo kaj malŝarĝo. Aliflanke, litio-jonoj-baterioj estas sufiĉe sekuraj por ŝarĝi kaj malŝarĝi kiam uzantoj aliĝas al bazaj sekurecaj gvidlinioj.

Kio estas la plej bona litia jona kemio?

Estas multaj specoj de litio-jonaj bateriaj kemiistoj. La komerce disponeblaj estas:

Litio Titanato
Litio -nikelo -kobalta aluminia rusto
Litio -nikelo -mangana kobalta rusto
Litio -mangana rusto (LMO)
Litio -kobalta rusto
Fosfato de litio (LifePO4)

Estas multaj specoj de kemiistoj por litio-jonoj. Ĉiu havas siajn avantaĝojn kaj malavantaĝojn. Tamen iuj taŭgas nur por specifaj uzokazoj. Kiel tia, la tipo, kiun vi elektas, dependos de viaj potencaj bezonoj, buĝeto, sekureca toleremo kaj specifa uzokazo.

Tamen, LifePO4 -baterioj estas la plej komerce havebla eblo. Ĉi tiuj kuirilaroj enhavas grafitan karbonan elektrodon, kiu servas kiel la anodo, kaj fosfatas kiel la katodo. Ili havas longan ciklan vivon de ĝis 10.000 cikloj.

Aldone, ili ofertas grandan termikan stabilecon kaj povas sekure pritrakti mallongajn ondojn en postulo. LifePO4-baterioj estas taksitaj por termika fuŝa sojlo de ĝis 510 gradoj Fahrenheit, la plej alta de iu ajn komerce havebla litio-jona baterio.

Avantaĝoj de LifePO4 -baterioj

Kompare kun plumba acido kaj aliaj baterioj bazitaj en litio, baterioj de litio-fera fosfato havas grandegan avantaĝon. Ili ŝarĝas kaj malŝarĝas efike, daŭras pli longe, kaj povas profunde CyCLEsen perdi kapablon. Ĉi tiuj avantaĝoj signifas, ke la kuirilaroj ofertas grandegajn kostajn ŝparadojn dum sia tuta vivo kompare kun aliaj bateriaj tipoj. Malsupre estas rigardo al la specifaj avantaĝoj de ĉi tiuj kuirilaroj en malalt-rapidaj potencaj veturiloj kaj industriaj ekipaĵoj.

LifePO4-baterio en malalt-rapidaj veturiloj

Malrapidaj elektraj veturiloj (LEVoj) estas kvar-radaj veturiloj, kiuj pezas malpli ol 3000 funtojn. Ili estas funkciigitaj per elektraj baterioj, kio faras ilin populara elekto por golfaj ĉaroj kaj aliaj distraj uzoj.

Kiam vi elektas la baterian opcion por via LEV, unu el la plej gravaj konsideroj estas longeco. Ekzemple, bateriaj golfaj veturiloj devas havi sufiĉe da potenco por stiri ĉirkaŭ 18-trua golfejo sen devi reŝarĝi.

Alia grava konsidero estas la prizorgada horaro. Bona kuirilaro devas postuli neniun bontenadon por certigi maksimuman ĝuon de via libertempa agado.

La kuirilaro ankaŭ povus povi funkcii en diversaj vetercirkonstancoj. Ekzemple, ĝi devus permesi al vi golfi ambaŭ en la somera varmego kaj en la aŭtuno kiam temperaturoj falas.

Bona kuirilaro ankaŭ devas veni kun kontrolsistemo, kiu certigas, ke ĝi ne tro varmigas aŭ malvarmas, degradante sian kapablon.

Unu el la plej bonaj markoj, kiuj plenumas ĉiujn ĉi bazajn sed gravajn kondiĉojn, estas Roypow. Iliaj litiaj litiaj baterioj de LifePO4 estas taksitaj por temperaturoj de 4 ° F ĝis 131 ° F. La kuirilaroj venas kun enkonstruita bateria administrada sistemo kaj estas ege facilaj por instali.

Industriaj Aplikoj por Litio -Ionaj Baterioj

Litio-jonaj baterioj estas populara eblo en industriaj aplikoj. La plej ofta kemio uzata estas LifePO4 -baterioj. Iuj el la plej oftaj ekipaĵoj por uzi ĉi tiujn kuirilarojn estas:

Mallarĝaj koridoroj
Kontraŭbalancitaj forkliftoj
3 radoj
Walkie Stackers
Finaj kaj centraj rajdantoj

Estas multaj kialoj, kial litiaj jonaj baterioj kreskas en populareco en industriaj agordoj. La ĉefaj estas:

Alta kapablo kaj longeco

Litio-jonaj baterioj havas pli grandan energian densecon kaj longevecon kompare al plumbo-acidaj baterioj. Ili povas pezi trionon de la pezo kaj liveri la saman eliron.

Ilia vivciklo estas alia grava avantaĝo. Por industria operacio, la celo estas minimume konservi mallongtempajn ripetajn kostojn. Kun baterioj de litio-jonoj, forkliftaj baterioj povas daŭri trioble pli longe, kaŭzante grandegajn kostajn ŝparaĵojn longtempe.

Ili ankaŭ povas funkcii je pli granda profundo de malŝarĝo de ĝis 80% sen ia efiko sur sia kapablo. Tio havas alian avantaĝon pri ŝparado de tempoj. Operacioj ne bezonas halti meze por interŝanĝi bateriojn, kio povas konduki al miloj da man-horoj ŝparitaj dum sufiĉe granda periodo.

Altrapida ŝarĝo

Kun industriaj plum-acidaj baterioj, la normala ŝarĝa tempo estas ĉirkaŭ ok horoj. Tio egalas al tuta 8-hora movo, kie la kuirilaro ne haveblas por uzo. Sekve, peranto devas kalkuli ĉi tiun malfunkcion kaj aĉeti kromajn bateriojn.

Kun LifePo4 -baterioj, tio ne estas defio. Bona ekzemplo estas laRoypow Industrial LifePo4 Litio -Baterioj, kiuj ŝarĝas kvar fojojn pli rapide ol plumaj acidaj baterioj. Alia avantaĝo estas la kapablo resti efika dum malŝarĝo. Kondukaj acidaj baterioj ofte suferas malfruon en agado dum ili malŝarĝas.

La linio de industriaj baterioj de Roypow ankaŭ ne havas problemojn pri memoro, danke al efika bateria administrada sistemo. Gvidaj acidaj baterioj ofte suferas de ĉi tiu afero, kio povas konduki al malsukceso atingi plenan kapablon.

Kun la tempo, ĝi kaŭzas sulfadon, kiu povas tranĉi ilian jam mallongan vivdaŭron duone. La afero ofte okazas kiam plumaj acidaj baterioj estas konservitaj sen plena ŝarĝo. Litio -baterioj povas esti ŝargitaj je mallongaj intervaloj kaj konservitaj je ia ajn kapablo super nulo sen problemoj.

Sekureco kaj uzado

LifePO4 -baterioj havas grandegan avantaĝon en industriaj agordoj. Unue, ili havas grandan termikan stabilecon. Ĉi tiuj kuirilaroj povas funkcii en temperaturoj de ĝis 131 ° F sen suferi damaĝon. Kondukaj acidaj baterioj perdus ĝis 80% de sia vivciklo je simila temperaturo.

Alia afero estas la pezo de la kuirilaroj. Por simila bateria kapablo, plumaj acidaj baterioj pezas signife pli. Kiel tia, ili ofte bezonas specifajn ekipaĵojn kaj pli longan instaladon, kio povas konduki al malpli da man-horoj pasigitaj en la tasko.

Alia afero estas sekureco de laboristoj. Ĝenerale, LifePO4-baterioj estas pli sekuraj ol plum-acidaj baterioj. Laŭ OSHA -gvidlinioj, plumaj acidaj baterioj devas esti stokitaj en speciala ĉambro kun ekipaĵo desegnita por forigi danĝerajn fumojn. Tio enkondukas ekstran koston kaj komplikecon en industrian operacion.

Konkludo

Litio-jonaj baterioj havas klaran avantaĝon en industriaj agordoj kaj por malaltaj rapidaj elektraj veturiloj. Ili daŭras pli longe, sekve ŝparante monon de uzantoj. Ĉi tiuj kuirilaroj estas ankaŭ nula bontenado, kio estas precipe grava en industria medio, kie ŝparado de kosto estas plej grava.