Mik a lítium -ion akkumulátorok

A lítium-ion akkumulátorok népszerű akkumulátor-kémia. A fő előnye, amelyet ezek az akkumulátorok kínálnak, az, hogy újratölthetők. Ennek a szolgáltatásnak köszönhetően a legtöbb fogyasztói eszközben megtalálhatók, amelyek akkumulátort használnak. Ezek megtalálhatók telefonokban, elektromos járművekben és akkumulátorral működő golfkocsikban.

Hogyan működnek a lítium-ion akkumulátorok?

A lítium-ion akkumulátorok egy vagy több lítium-ion sejtből állnak. Ezek tartalmaznak egy védő áramköri kártyát is, hogy megakadályozzák a túlterhelést. A cellákat akkumulátoroknak nevezzük, miután egy házba van felszerelve egy védőáramkörrel.

A lítium-ion akkumulátorok megegyeznek a lítium akkumulátorokkal?

Nem. A lítium akkumulátor és a lítium-ion akkumulátor rendkívül különbözik. A fő különbség az, hogy az utóbbi újratölthető. Egy másik fő különbség az eltarthatóság. A lítium akkumulátor legfeljebb 12 évig használható, míg a lítium-ion akkumulátorok eltartási ideje legfeljebb 3 év.

Melyek a lítium -ion akkumulátorok legfontosabb alkotóelemei

A lítium-ion sejtek négy fő komponenssel rendelkeznek. Ezek a következők:

Anód

Az anód lehetővé teszi, hogy az elektromosság az akkumulátorról egy külső áramkörre mozogjon. Az akkumulátor töltésekor a lítium -ionokat is tárolja.

Katód

A katód határozza meg a cella kapacitását és feszültségét. Lítium -ionokat termel az akkumulátor ürítése során.

Elektrolit

Az elektrolit egy anyag, amely vezetékként szolgál a lítium -ionok számára a katód és az anód között. Sókból, adalékanyagokból és különféle oldószerekből áll.

Az elválasztó

A lítium-ion cellában az utolsó darab az elválasztó. Fizikai akadályként szolgál a katód és az anód távolságra.

A lítium-ion akkumulátorok lítium-ionok mozgatásával működnek a katódról az anódra, és fordítva az elektroliton keresztül. Ahogy az ionok mozognak, aktiválják a szabad elektronokat az anódban, töltést hozva a pozitív áramgyűjtőnél. Ezek az elektronok átfolynak az eszközön, egy telefonon vagy golfkocsiban, a negatív kollektorhoz és vissza a katódba. Az akkumulátoron belüli elektronok szabad áramlását az elválasztó megakadályozza, és az érintkezők felé kényszeríti őket.

Amikor lítium-ion akkumulátort tölt fel, a katód felszabadítja a lítium-ionokat, és az anód felé mozognak. Kibocsátáskor a lítium -ionok az anódról a katódra mozognak, ami áramlást generál.

Mikor találták ki a lítium-ion akkumulátorokat?

A lítium-ion akkumulátorokat először a 70-es években Stanley Whittingham angol kémikus készítette. Kísérletei során a tudósok különféle vegyszereket vizsgáltak olyan akkumulátorra, amely feltöltheti magát. Első kísérlete a titán -diszulfidot és a lítiumot jelentette az elektródokként. Az akkumulátorok azonban rövidzárlatot és felrobbannának.

A 80 -as években egy másik tudós, John B. Goodenough vállalta a kihívást. Nem sokkal ezután Akira Yoshino, a japán vegyész, kutatást kezdett a technológiáról. Yoshino és Goodenough bebizonyította, hogy a lítiumfém a robbanások fő oka.

A 90-es években a lítium-ion technológia kezdett vonzódni, és az évtized végére gyorsan népszerű energiaforrássá vált. Az első alkalommal jelölte meg, hogy a technológiát a Sony forgalmazta. A lítium-akkumulátorok rossz biztonsági rekordja a lítium-ion akkumulátorok fejlesztését váltotta ki.

Míg a lítium akkumulátorok nagyobb energia sűrűséggel tudnak tartani, addig a töltés és a kisülés során nem biztonságosak. Másrészt a lítium-ion akkumulátorok meglehetősen biztonságosak a töltés és a kisülés, amikor a felhasználók betartják az alapvető biztonsági irányelveket.

Mi a legjobb lítium -ion kémia?

Számos típusú lítium-ion akkumulátor-vegyszer létezik. A kereskedelemben kaphatóak:

Lítium -titanát
Lítium nikkel -kobalt alumínium -oxid
Lítium nikkel -mangán kobalt -oxid
Lítium -mangán -oxid (LMO)
Lítium kobalt -oxid
Lítium vas -foszfát (LIFEPO4)

Számos típusú vegyszer létezik a lítium-ion akkumulátorokhoz. Mindegyiknek megvan a maga hátránya és hátránya. Néhány azonban csak speciális felhasználási esetekre alkalmas. Mint ilyen, az Ön által választott típus függ az energiaigényétől, a költségvetéstől, a biztonsági toleranciától és a konkrét felhasználási esetektől.

A LIFEPO4 akkumulátorok azonban a legtöbb kereskedelemben kaphatók. Ezek az akkumulátorok grafit szén -elektródot tartalmaznak, amely anódként szolgál, és a foszfát katódként. Hosszú ciklusú élettartama akár 10 000 ciklus is.

Ezenkívül nagy hőstabilitást kínálnak, és biztonságosan kezelhetik a rövid igények rövid hullámait. A LIFEPO4 akkumulátorok legfeljebb 510 fokos Fahrenheit hőre menekülési küszöbértékre kerülnek, ami a kereskedelemben kapható lítium-ion akkumulátor típusának legmagasabb.

A LIFEPO4 akkumulátorok előnyei

Az ólomsavhoz és más lítium-alapú akkumulátorokhoz képest a lítium vas-foszfát akkumulátorok óriási előnyt jelentenek. Hatékonyan töltik fel és ürítik, hosszabb ideig tartanak, és mélyre tudnak menniclea kapacitás elvesztése nélkül. Ezek az előnyök azt jelentik, hogy az akkumulátorok óriási költségmegtakarítást kínálnak életük során, mint más akkumulátorok. Az alábbiakban áttekintjük ezen akkumulátorok konkrét előnyeit az alacsony sebességű járművekben és az ipari berendezésekben.

LIFEPO4 akkumulátor alacsony sebességű járművekben

Az alacsony sebességű elektromos járművek (LEVS) négykerekű járművek, amelyek súlya kevesebb, mint 3000 font. Ezeket elektromos akkumulátorok hajtják végre, ami népszerű választássá teszi őket a golfkocsik és más rekreációs felhasználások számára.

A LEV akkumulátorának kiválasztásakor az egyik legfontosabb szempont a hosszú élettartam. Például az akkumulátorral működő golfkocsiknak elegendő energiával kell rendelkezniük ahhoz, hogy egy 18 lyukú golfpályán körbejárhassanak anélkül, hogy újratölteni kellene.

Egy másik fontos szempont a karbantartási ütemterv. A jó akkumulátornak nem kell karbantartást igényelnie a kényelmes tevékenység maximális élvezetének biztosítása érdekében.

Az akkumulátornak képesnek kell lennie arra is, hogy változatos időjárási körülmények között is működjön. Például lehetővé kell tennie, hogy golfozhasson mind a nyári melegben, mind pedig ősszel, amikor a hőmérséklet csökken.

Egy jó akkumulátornak olyan vezérlőrendszerrel is rendelkeznie kell, amely biztosítja, hogy ne túlmelegedjen vagy túl sok túl melegítsen, és rontja kapacitását.

Az egyik legjobb márka, amely megfelel ezeknek az alapvető, de fontos feltételeknek, a Roypow. A LIFEPO4 lítium -akkumulátorok vonalát 4 ° F és 131 ° F hőmérsékletre besorolják. Az akkumulátorok beépített akkumulátorkezelő rendszerrel rendelkeznek, és rendkívül könnyen telepíthetők.

Ipari alkalmazások lítium -ion akkumulátorokhoz

A lítium-ion akkumulátorok népszerű lehetőség az ipari alkalmazásokban. A leggyakoribb kémia a LIFEPO4 akkumulátorok. Az akkumulátorok használatához a leggyakoribb berendezések egyike:

Keskeny folyosó targoncák
Ellensúlyozott targoncák
3 kerekes targonca
Walkie Stackers
Vége és középső versenyzők

Számos oka van annak, hogy a lítium -ion akkumulátorok népszerűsége növekszik az ipari környezetben. A legfontosabbak:

Nagy kapacitás és hosszú élettartam

A lítium-ion akkumulátorok nagyobb energia sűrűséggel és hosszú élettartamúak az ólom-sav akkumulátorokkal összehasonlítva. A súly egyharmadát meg lehet súlyozni, és ugyanazt a kimenetet szállíthatják.

Életciklusuk egy másik fő előnye. Az ipari művelethez a cél az, hogy a rövid távú ismétlődő költségeket minimálisra csökkentsék. A lítium-ion akkumulátorokkal a targonca akkumulátorok háromszor hosszú ideig tarthatnak, ami hosszú távon hatalmas költségmegtakarítást eredményez.

Ezek is működhetnek, akár 80% -ig terjedő nagyobb mélységben is működhetnek, anélkül, hogy a kapacitásukra gyakorolnák. Ennek egy másik előnye van az időmegtakarításban. A műveleteknek nem kell leállítaniuk a félúton az akkumulátorok cseréjéhez, ami több ezer emberórát vezethet, amelyet elég nagy időtartamon át megtakarítanak.

Nagysebességű töltés

Az ipari ólom-sav akkumulátorokkal a normál töltési idő körülbelül nyolc óra. Ez megegyezik egy teljes 8 órás műszaknak, ahol az akkumulátor használata nem érhető el. Következésképpen a menedzsernek el kell számolnia ezt a leállást, és extra akkumulátorokat kell vásárolnia.

A LIFEPO4 akkumulátorokkal ez nem kihívás. Jó példa aRoypow ipari lifepo4 lítium akkumulátorok, amelyek négyszer gyorsabban töltenek fel, mint az ólomsav akkumulátorok. Egy másik előnye az a képesség, hogy hatékonyan maradjon a kisülés során. Az ólomsav akkumulátorok gyakran késésben szenvednek, amikor ürülnek.

Az ipari akkumulátorok Roypow vonalának semmilyen memóriaproblémája van, a hatékony akkumulátorkezelő rendszernek köszönhetően. Az ólomsav akkumulátorok gyakran szenvednek ebből a problémából, ami a teljes kapacitás elérésének elmulasztásához vezethet.

Az idő múlásával szulfációt okoz, amely a már rövid élettartamát felére csökkentheti. A probléma gyakran akkor merül fel, amikor az ólomsav akkumulátorokat teljes töltés nélkül tárolják. A lítium akkumulátorok rövid időközönként feltölthetők, és bármilyen probléma nélkül nulla feletti kapacitással tárolhatók.

Biztonság és kezelhetőség

A LIFEPO4 akkumulátorok óriási előnyt jelentenek az ipari környezetben. Először is, nagy hőstabilitásuk van. Ezek az akkumulátorok 131 ° F hőmérsékleten működhetnek, sérülések nélkül. Az ólomsav akkumulátorok életciklusuk akár 80% -át is elveszítik hasonló hőmérsékleten.

Egy másik probléma az akkumulátorok súlya. Hasonló akkumulátor kapacitása esetén az ólomsav akkumulátorok lényegesen nagyobb mértékben súlyosak. Mint ilyen, gyakran szükségük van speciális berendezésekre és hosszabb telepítési időre, ami kevesebb emberórát eredményezhet a munkára.

Egy másik kérdés a munkavállalók biztonsága. Általában a LIFEPO4 akkumulátorok biztonságosabbak, mint az ólom-sav akkumulátorok. Az OSHA irányelvei szerint az ólomsav akkumulátorokat egy speciális helyiségben kell tárolni, amelynek felszerelése a veszélyes füstök kiküszöbölésére szolgál. Ez többletköltséget és összetettséget vezet be az ipari műveletbe.

Következtetés

A lítium-ion akkumulátorok egyértelmű előnyt jelentenek az ipari környezetben és az alacsony sebességű elektromos járművekben. Hosszabb ideig tartanak, következésképpen pénzt takarítanak meg a felhasználók számára. Ezek az akkumulátorok szintén nulla karbantartás, ami különösen fontos olyan ipari környezetben, ahol a költségmegtakarítás kiemelkedően fontos.