Que sont les batteries au lithium

Les batteries au lithium-ion sont un type populaire de chimie des batteries. Un avantage majeur que ces batteries offrent est qu'ils sont rechargeables. En raison de cette fonctionnalité, ils se trouvent dans la plupart des appareils de consommation aujourd'hui qui utilisent une batterie. Ils peuvent être trouvés dans les téléphones, les véhicules électriques et les voiturettes de golf alimentées par batterie.

Comment fonctionnent les batteries lithium-ion?

Les batteries au lithium-ion sont constituées d'une ou multiple de cellules lithium-ion. Ils contiennent également une carte de circuit imprimé de protection pour éviter la surcharge. Les cellules sont appelées batteries une fois installées dans un boîtier avec une carte de circuit imprimé de protection.

Les batteries au lithium-ion sont-elles les mêmes que les batteries au lithium?

Non. Une batterie au lithium et une batterie lithium-ion sont très différentes. La principale différence est que ces derniers sont rechargeables. Une autre différence majeure est la durée de conservation. Une batterie au lithium peut durer jusqu'à 12 ans inutilisée, tandis que les batteries au lithium-ion ont une durée de conservation allant jusqu'à 3 ans.

Quels sont les composants clés des batteries au lithium

Les cellules lithium-ion ont quatre composants principaux. Ce sont:

Anode

L'anode permet à l'électricité de se déplacer de la batterie vers un circuit externe. Il stocke également des ions lithium lors de la charge de la batterie.

Cathode

La cathode est ce qui détermine la capacité et la tension de la cellule. Il produit des ions de lithium lors de la sortie de la batterie.

Électrolyte

L'électrolyte est un matériau, qui sert de conduit pour les ions lithiums pour se déplacer entre la cathode et l'anode. Il est composé de sels, d'additifs et de divers solvants.

Le séparateur

La pièce finale dans une cellule lithium-ion est le séparateur. Il agit comme une barrière physique pour séparer la cathode et l'anode.

Les batteries au lithium-ion fonctionnent en déplaçant les ions lithiums de la cathode à l'anode et vice versa via l'électrolyte. Au fur et à mesure que les ions se déplacent, ils activent des électrons libres dans l'anode, créant une charge au niveau de courant positif. Ces électrons circulent à travers l'appareil, un téléphone ou une voiturette de golf, vers le collecteur négatif et de retour dans la cathode. Le flux libre d'électrons à l'intérieur de la batterie est évité par le séparateur, les forçant vers les contacts.

Lorsque vous chargez une batterie lithium-ion, la cathode libère les ions lithium et ils se déplacent vers l'anode. Lors de la décharge, les ions lithium se déplacent de l'anode vers la cathode, ce qui génère un flux de courant.

Quand les batteries lithium-ion ont-elles été inventées?

Les batteries au lithium-ion ont été conçues pour la première fois dans les années 70 par le chimiste anglais Stanley Whittingham. Au cours de ses expériences, les scientifiques ont étudié diverses chimies pour une batterie qui pourrait se recharger. Son premier essai a impliqué le disulfure de titane et le lithium comme électrodes. Cependant, les batteries court-circuiteraient et exploseraient.

Dans les années 80, un autre scientifique, John B. Goodenough, a relevé le défi. Peu de temps après, Akira Yoshino, un chimiste japonais, a commencé la recherche sur la technologie. Yoshino et Goodenough ont prouvé que le lithium métal était la principale cause des explosions.

Dans les années 90, la technologie du lithium-ion a commencé à gagner du terrain, devenant rapidement une source de puissance populaire d'ici la fin de la décennie. Il a marqué la première fois que la technologie a été commercialisée par Sony. Ce mauvais record de sécurité des batteries au lithium a provoqué le développement de batteries au lithium-ion.

Bien que les batteries au lithium puissent maintenir une densité d'énergie plus élevée, elles sont dangereuses pendant la charge et la décharge. D'un autre côté, les batteries au lithium-ion sont assez sûres à charger et à se débarrasser lorsque les utilisateurs adhèrent aux directives de sécurité de base.

Quelle est la meilleure chimie du lithium ion?

Il existe de nombreux types de chimies de batterie au lithium-ion. Les disponibles dans le commerce sont:

Titanate de lithium
Lithium nickel cobalt oxyde d'aluminium
Lithium nickel manganèse cobalt oxyde
Oxyde de manganèse au lithium (LMO)
Oxyde de cobalt au lithium
Phosphate de fer au lithium (lifepo4)

Il existe de nombreux types de chimies pour les batteries au lithium-ion. Chacun a ses avantages et ses inconvénients. Cependant, certains ne conviennent que pour des cas d'utilisation spécifiques. En tant que tel, le type que vous choisissez dépendra de vos besoins en puissance, de votre budget, de votre tolérance de sécurité et de votre cas d'utilisation spécifique.

Cependant, les batteries LifePO4 sont l'option la plus disponible dans le commerce. Ces batteries contiennent une électrode en carbone en graphite, qui sert d'anode et de phosphate comme cathode. Ils ont une longue durée de vie du cycle allant jusqu'à 10 000 cycles.

De plus, ils offrent une grande stabilité thermique et peuvent gérer en toute sécurité les surtensions courtes. Les batteries LifePO4 sont évaluées pour un seuil de fuite thermique jusqu'à 510 degrés Fahrenheit, le plus élevé de tous les types de batterie lithium-ion disponibles dans le commerce.

Avantages des batteries LifePO4

Par rapport aux batteries au plomb et à d'autres batteries au lithium, les batteries de phosphate de fer au lithium ont un énorme avantage. Ils facturent et déchargent efficacement, durent plus longtemps et peuvent être profonds CYclesans perdre de capacité. Ces avantages signifient que les batteries offrent d'énormes économies de coûts au cours de leur durée de vie par rapport aux autres types de batteries. Vous trouverez ci-dessous un aperçu des avantages spécifiques de ces batteries dans les véhicules électriques à basse vitesse et les équipements industriels.

Batterie LifePO4 dans des véhicules à basse vitesse

Les véhicules électriques à basse vitesse (LEV) sont des véhicules à quatre roues qui pèsent moins de 3000 livres. Ils sont alimentés par des batteries électriques, ce qui en fait un choix populaire pour les voiturettes de golf et autres utilisations récréatives.

Lors de la sélection de l'option de batterie pour votre LEV, l'une des considérations les plus importantes est la longévité. Par exemple, les voiturettes de golf alimentées par batterie devraient avoir suffisamment de puissance pour rouler autour d'un parcours de golf de 18 trous sans avoir à se recharger.

Une autre considération importante est le calendrier de maintenance. Une bonne batterie ne devrait pas nécessiter de maintenance pour assurer le plaisir maximal de votre activité tranquille.

La batterie doit également pouvoir fonctionner dans des conditions météorologiques variées. Par exemple, cela devrait vous permettre de golf à la fois dans la chaleur estivale et à l'automne lorsque les températures baissent.

Une bonne batterie devrait également être livrée avec un système de contrôle qui garantit qu'elle ne surchauffe pas ou ne refroidisse pas trop, dégradant sa capacité.

Roypow est l'une des meilleures marques qui remplissent toutes ces conditions de base mais importantes. Leur ligne de batteries LifePO4 au lithium est évaluée pour des températures de 4 ° F à 131 ° F. Les batteries sont livrées avec un système de gestion de la batterie intégré et sont extrêmement faciles à installer.

Applications industrielles pour les batteries au lithium

Les batteries au lithium-ion sont une option populaire dans les applications industrielles. La chimie la plus courante utilisée est les batteries LifePO4. Certains des équipements les plus courants pour utiliser ces batteries sont:

Chariots élévateurs dans l'allée étroite
Chariots à chair
Vdeft à 3 roues
Stackers-walkies
Riders de fin et de centre

Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles les batteries au lithium sont en popularité en popularité. Les principaux sont:

Haute capacité et longévité

Les batteries au lithium-ion ont une plus grande densité d'énergie et une longévité par rapport aux batteries au plomb-acide. Ils peuvent peser un tiers du poids et fournir la même sortie.

Leur cycle de vie est un autre avantage majeur. Pour une opération industrielle, l'objectif est de maintenir au minimum les coûts récurrents à court terme. Avec les batteries lithium-ion, les batteries de chariots élévateurs peuvent durer trois fois plus longtemps, ce qui entraîne d'énormes économies de coûts à long terme.

Ils peuvent également fonctionner à une plus grande profondeur de décharge jusqu'à 80% sans aucun impact sur leur capacité. Cela a un autre avantage dans les économies de temps. Les opérations n'ont pas besoin de s'arrêter à mi-chemin pour échanger des batteries, ce qui peut entraîner des milliers d'heures de travail sauvés sur une période suffisamment importante.

Charge à grande vitesse

Avec les batteries industrielles au plomb, le temps de charge normal est d'environ huit heures. Cela équivaut à un décalage entier de 8 heures où la batterie n'est pas disponible pour une utilisation. Par conséquent, un gestionnaire doit tenir compte de ce temps d'arrêt et acheter des batteries supplémentaires.

Avec les batteries LifePO4, ce n'est pas un défi. Un bon exemple est leRoypow Industrial Lifepo4 Batteries au lithium, qui se charge quatre fois plus vite que les batteries d'acide au plomb. Un autre avantage est la capacité de rester efficace pendant la sortie. Les batteries à l'acide de plomb subissent souvent un décalage des performances au fur et à mesure de leur décharge.

La gamme Roypow de batteries industrielles n'a pas non plus de problèmes de mémoire, grâce à un système de gestion de la batterie efficace. Les batteries en acide de plomb souffrent souvent de ce problème, ce qui peut entraîner un échec à atteindre la pleine capacité.

Avec le temps, il provoque une sulfatation, ce qui peut réduire leur durée de vie déjà courte en deux. Le problème se produit souvent lorsque les batteries en acide de plomb sont stockées sans charge complète. Les batteries au lithium peuvent être chargées à intervalles courtes et stockées à n'importe quelle capacité supérieure à zéro sans aucun problème.

Sécurité et manipulation

Les batteries LifePO4 ont un énorme avantage en milieu industriel. Tout d'abord, ils ont une grande stabilité thermique. Ces batteries peuvent fonctionner à des températures allant jusqu'à 131 ° F sans subir de dommage. Les batteries à l'acide en plomb perdraient jusqu'à 80% de leur cycle de vie à une température similaire.

Un autre problème est le poids des batteries. Pour une capacité de batterie similaire, les batteries en acide au plomb pèsent beaucoup plus. En tant que tels, ils ont souvent besoin d'un équipement spécifique et d'un temps d'installation plus long, ce qui peut entraîner moins d'heures de travail passé au travail.

Un autre problème est la sécurité des travailleurs. En général, les batteries LifePO4 sont plus sûres que les batteries au plomb. Selon les directives de l'OSHA, les batteries en acide de plomb doivent être stockées dans une pièce spéciale avec un équipement conçu pour éliminer les fumées dangereuses. Cela introduit un coût et une complexité supplémentaires dans une opération industrielle.

Conclusion

Les batteries au lithium-ion ont un avantage clair dans les milieux industriels et pour les véhicules électriques à basse vitesse. Ils durent plus longtemps, ce qui permet d'économiser de l'argent aux utilisateurs. Ces batteries sont également entre un entretien zéro, ce qui est particulièrement important dans un cadre industriel où la réduction des coûts est primordiale.