Zer dira litio ioizko bateriak

Litio-ioizko bateriak bateria-kimika mota ezagunak dira. Pila hauek eskaintzen duten abantaila nagusi bat kargagarriak direla da. Ezaugarri hori dela eta, bateria erabiltzen duten kontsumo-gailu gehienetan aurkitzen dira. Telefonoetan, ibilgailu elektrikoetan eta bateriadun golf-gurdietan aurki daitezke.

Nola funtzionatzen dute litio-ioizko bateriak?

Litio-ioizko bateriak litio-ioizko zelula batek edo anitzek osatzen dute. Zirkuitu plaka babesgarri bat ere badute, gehiegizko karga saihesteko. Zelulei bateria deitzen zaie babes-zirkuitu plaka duen karkasa batean instalatuta.

Litio-ioizko bateriak litiozko bateriak bezalakoak al dira?

Ez. Litiozko bateria eta litio-ioizko bateria oso desberdinak dira. Desberdintasun nagusia azken hauek kargagarriak direla da. Beste desberdintasun garrantzitsu bat iraupena da. Litiozko bateria batek 12 urte iraun dezake erabili gabe, litio-ioizko bateriak, berriz, 3 urteko iraupena dute.

Zeintzuk dira litio ioietako baterien funtsezko osagaiak

Litio-ioizko zelulek lau osagai nagusi dituzte. Hauek dira:

Anodoa

Anodoari esker, elektrizitatea bateriatik kanpoko zirkuitu batera mugitzen da. Bateria kargatzerakoan litio ioiak ere gordetzen ditu.

Katodoa

Katodoa da zelularen ahalmena eta tentsioa zehazten duena. Bateria deskargatzean litio ioiak sortzen ditu.

Elektrolitoa

Elektrolitoa material bat da, litio ioiak katodoaren eta anodoaren artean mugitzeko kanal gisa balio duena. Gatz, gehigarri eta hainbat disolbatzailez osatuta dago.

Bereizlea

Litio-ioizko zelula baten azken pieza bereizlea da. Oztopo fisiko gisa jokatzen du katodoa eta anodoa bereizteko.

Litio-ioizko bateriek litio ioiak katodotik anodora eramanez eta alderantziz elektrolitoaren bidez funtzionatzen dute. Ioiak mugitzen diren heinean, elektroi askeak aktibatzen dituzte anodoan, korronte positiboaren kolektorean karga bat sortuz. Elektroi hauek gailuan zehar, telefono edo golf-gurdi bat, kolektore negatibora eta katodora itzultzen dira. Bateria barruan elektroien isurketa librea bereizgailuak eragozten du, kontaktuetara behartuz.

Litio-ioizko bateria kargatzen duzunean, katodoak litio ioiak askatuko ditu eta anodorantz mugitzen dira. Deskargatzean, litio ioiak anodotik katodora mugitzen dira eta horrek korronte-fluxua sortzen du.

Noiz asmatu ziren litio-ioizko bateriak?

Stanley Whittingham kimikari ingelesak 70eko hamarkadan sortu zituen litio-ioizko bateriak. Bere esperimentuetan, zientzialariek hainbat kimika ikertu zituzten bera kargatu zitekeen bateria baterako. Bere lehen probak titanio disulfuroa eta litioa izan zituen elektrodo gisa. Hala ere, bateriak zirkuitulaburtu eta lehertuko lirateke.

80ko hamarkadan, beste zientzialari batek, John B. Goodenough, erronkari heldu zion. Handik gutxira, Akira Yoshino, kimikari japoniarra, teknologiaren ikerketari ekin zion. Yoshinok eta Goodenough-ek frogatu zuten litio metala zela leherketen kausa nagusia.

90eko hamarkadan, litio-ioi-teknologiak indarra hartzen hasi zen, eta hamarkadaren amaierarako energia iturri ezagun bihurtu zen. Sonyk teknologia komertzializatzen zuen lehen aldia izan zen. Litiozko baterien segurtasun-erregistro eskas horrek litio-ioizko pilen garapena bultzatu zuen.

Litiozko bateriek energia-dentsitate handiagoa eduki dezaketen arren, ez dira seguruak kargatzen eta deskargatzean. Bestalde, litio-ioizko bateriak nahiko seguruak dira kargatzeko eta deskargatzeko, erabiltzaileek oinarrizko segurtasun-jarraibideak betetzen dituztenean.

Zein da litio ioiaren kimika onena?

Litio-ioizko bateriaren kimika mota ugari daude. Komertzialki eskuragarri daudenak hauek dira:

Litio Titanatoa
Litio nikela kobalto aluminio oxidoa
Litio nikela manganeso kobalto oxidoa
Litio Manganeso Oxidoa (LMO)
Litio kobalto oxidoa
Litio burdina fosfatoa (LiFePO4)

Litio-ioizko baterien kimika mota ugari daude. Bakoitzak bere alde onak eta txarrak ditu. Hala ere, batzuk erabilera kasu zehatzetarako soilik dira egokiak. Horrela, aukeratzen duzun mota zure energia-beharren, aurrekontuaren, segurtasun-tolerantziaren eta erabilera-kasu zehatzaren araberakoa izango da.

Hala ere, LiFePO4 bateriak dira komertzialki eskuragarri dauden aukerak. Pila hauek grafitozko karbono elektrodo bat dute, anodo gisa balio duena, eta fosfatoa katodo gisa. Ziklo-bizitza luzea dute 10.000 zikloraino.

Gainera, egonkortasun termiko handia eskaintzen dute eta eskariaren gorakada laburrak modu seguruan kudeatu ditzakete. LiFePO4 bateriak 510 gradu Fahrenheit-eko atalase termikorako baloratzen dira, litio-ioi-ioizko bateria mota komertzialen artean altuena.

LiFePO4 baterien abantailak

Berun azido eta litio-oinarritutako beste pilen aldean, litio-burdina fosfato bateriek abantaila handia dute. Era eraginkorrean kargatzen eta deskargatzen dute, gehiago irauten dute eta sakondu dezaketecleahalmena galdu gabe. Abantaila hauek esan nahi dute bateriak kostu-aurrezpen handia eskaintzen dutela bizitzan zehar, beste bateria-motekin alderatuta. Jarraian, bateria hauek abiadura baxuko ibilgailuetan eta industria-ekipoetan dituzten abantaila espezifikoak ikus daitezke.

LiFePO4 bateria abiadura baxuko ibilgailuetan

Abiadura baxuko ibilgailu elektrikoak (LEV) 3000 kilo baino gutxiago pisatzen dituzten lau gurpileko ibilgailuak dira. Bateria elektrikoekin elikatzen dira, eta horrek aukera ezaguna egiten du golf-gurdietarako eta aisialdirako beste erabilera batzuetarako.

Zure LEVrako bateria aukera hautatzerakoan, kontuan garrantzitsuenetako bat iraupena da. Esate baterako, bateriaz elikatzen diren golf-gurdiek 18 zuloko golf zelai batean kargatu beharrik gabe gidatzeko nahikoa potentzia izan beharko lukete.

Beste kontu garrantzitsu bat mantentze-egutegia da. Bateria on batek ez luke mantentze-lanik behar zure jarduera lasaia ahalik eta gehien gozatzeko.

Bateriak eguraldi-baldintza ezberdinetan ere funtzionatzeko gai izan behar du. Esate baterako, golfean aritzeko aukera eman beharko luke bai udako beroetan bai udazkenean tenperaturak jaisten direnean.

Bateria on batek gehiegi berotzen edo hozten ez duela ziurtatzen duen kontrol-sistema batekin ere etorri behar du, bere ahalmena hondatuz.

Baldintza oinarrizko baina garrantzitsu horiek guztiak betetzen dituen marka onenetako bat ROYPOW da. LiFePO4 litiozko baterien lerroa 4 °F eta 131 °F arteko tenperaturetarako balio dute. Bateriak integratutako bateriak kudeatzeko sistema batekin datoz eta oso erraz instalatzen dira.

Litio Ioi Baterien Industria Aplikazioak

Litio-ioizko bateriak aukera ezagunak dira industria-aplikazioetan. Gehien erabiltzen den kimika LiFePO4 bateriak dira. Bateria hauek erabiltzeko ohiko ekipamendu batzuk hauek dira:

Pasabide estuko orga jasotzaileak
Orga jasogailu kontrapesatua
3 Gurpileko Orga Jasotzaileak
Walkie pilatzaileak
Amaiera eta erdiko txirrindulariak

Arrazoi asko daude litio-ioizko bateriak industria-ezarpenetan ospea hazten ari direlako. Nagusiak hauek dira:

Ahalmen Handia Eta Iraupena

Litio-ioizko pilek energia-dentsitate eta iraupen handiagoa dute berun-azidozko pilekin alderatuta. Pisuaren herena pisa dezakete eta irteera bera eman dezakete.

Haien bizi-zikloa beste abantaila handi bat da. Eragiketa industrial baterako, helburua da epe laburreko kostu errepikakorrak gutxien izatea. Litio-ioizko bateriekin, eskorga jasotzaileen bateriak hiru aldiz gehiago iraun dezake, eta epe luzera kostu handiak aurreztuko ditu.

Gainera, % 80ra arteko isurketa-sakonera handiagoan funtziona dezakete, haien ahalmenean inolako eraginik gabe. Horrek badu beste abantaila bat denbora aurreztean. Eragiketak ez dira erdibidean gelditu behar bateriak aldatzeko, eta horrek milaka gizon-ordu aurreztuko ditu nahikoa denboran.

Abiadura Handiko Kargatzea

Berun-azidozko bateria industrialekin, kargatzeko denbora normala zortzi ordu ingurukoa da. Horrek 8 orduko txanda oso bat da, non bateria erabiltzeko erabilgarri ez dagoen. Ondorioz, kudeatzaileak geldialdi hori kontutan hartu behar du eta bateria gehigarriak erosi behar ditu.

LiFePO4 pilekin, hori ez da erronka. Adibide ona daROYPOW industrial LifePO4 litiozko bateriak, berunezko bateriak baino lau aldiz azkarrago kargatzen dutenak. Beste abantaila bat isurtzean eraginkorra izaten jarraitzeko gaitasuna da. Berun-azidozko bateriak askotan deskargatu ahala errendimenduan atzerapena izaten dute.

ROYPOW baterien industria-lerroak ere ez du memoria arazorik, bateriak kudeatzeko sistema eraginkor bati esker. Berun-azidozko bateriek arazo hori jasaten dute sarri, eta horrek gaitasun osoa ez izatera ekar dezake.

Denborak aurrera egin ahala, sulfatazioa eragiten du, eta horrek dagoeneko laburra duten bizi-iraupena erdira murriztu dezake. Arazoa maiz gertatzen da berun azidoko bateriak guztiz kargatu gabe gordetzen direnean. Litiozko bateriak tarte laburrean kargatu eta zerotik gorako edozein edukieratan gorde daitezke arazorik gabe.

Segurtasuna Eta Manipulazioa

LiFePO4 bateriek abantaila handia dute industria-ezarpenetan. Lehenik eta behin, egonkortasun termiko handia dute. Bateria hauek 131 °F-ko tenperaturan funtziona dezakete inolako kalterik jasan gabe. Berun azidozko bateriek beren bizi-zikloaren %80 arte galduko lukete antzeko tenperaturan.

Beste kontu bat baterien pisua da. Baterien antzeko edukiera izateko, berun-azidozko bateriek nabarmen gehiago pisatzen dute. Hori dela eta, sarritan ekipamendu espezifikoak eta instalazio-denbora luzeagoa behar dute, eta horrek lan-ordu gutxiago eman ditzake.

Beste kontu bat langileen segurtasuna da. Orokorrean, LiFePO4 bateriak berun-azidozko bateriak baino seguruagoak dira. OSHAren jarraibideen arabera, berun-azidozko bateriak gela berezi batean gorde behar dira ke arriskutsuak kentzeko diseinatutako ekipamenduarekin. Horrek kostu eta konplexutasun gehigarri bat sartzen du industria-eragiketa batean.

Ondorioa

Litio-ioizko bateriek abantaila argia dute ingurune industrialetan eta abiadura baxuko ibilgailu elektrikoetan. Gehiago irauten dute eta, ondorioz, erabiltzaileek dirua aurrezten dute. Bateria hauek, gainera, zero mantentze-lanak dira, eta hori bereziki garrantzitsua da kostuak aurreztea funtsezkoa den industria-ingurunean.