Որոնք են լիթիումի իոնային մարտկոցները

Լիթիում-իոնային մարտկոցները մարտկոցների քիմիայի հայտնի տեսակ են:Այս մարտկոցների հիմնական առավելությունն այն է, որ դրանք վերալիցքավորվում են:Այս հատկության շնորհիվ դրանք այսօր հանդիպում են սպառողական սարքերի մեծ մասում, որոնք օգտագործում են մարտկոց:Դրանք կարելի է գտնել հեռախոսներում, էլեկտրական մեքենաներում և մարտկոցով աշխատող գոլֆի սայլերում։

Ինչպե՞ս են աշխատում լիթիում-իոնային մարտկոցները:

Լիթիում-իոնային մարտկոցները կազմված են մեկ կամ մի քանի լիթիում-իոնային բջիջներից:Նրանք նաև պարունակում են պաշտպանիչ տպատախտակ՝ գերլիցքավորումը կանխելու համար:Բջիջները կոչվում են մարտկոցներ, երբ տեղադրվում են պաշտպանիչ տպատախտակով պատյանում:

Արդյո՞ք լիթիում-իոնային մարտկոցները նույնն են, ինչ լիթիումի մարտկոցները:

Ոչ: Լիթիումի մարտկոցը և լիթիում-իոնային մարտկոցը շատ տարբեր են:Հիմնական տարբերությունն այն է, որ վերջիններս վերալիցքավորվող են։Մեկ այլ հիմնական տարբերությունը պահպանման ժամկետն է:Լիթիումի մարտկոցը կարող է աշխատել մինչև 12 տարի չօգտագործված, մինչդեռ լիթիում-իոնային մարտկոցները ունեն մինչև 3 տարի պահպանման ժամկետ:

Որոնք են լիթիումի իոնային մարտկոցների հիմնական բաղադրիչները

Լիթիում-իոնային բջիջներն ունեն չորս հիմնական բաղադրիչ.Սրանք:

Անոդ

Անոդը թույլ է տալիս էլեկտրաէներգիան մարտկոցից տեղափոխել արտաքին միացում:Այն նաև պահպանում է լիթիումի իոնները մարտկոցը լիցքավորելիս:

Կաթոդ

Կաթոդն այն է, ինչը որոշում է բջջի հզորությունը և լարումը:Այն արտադրում է լիթիումի իոններ մարտկոցը լիցքաթափելիս։

Էլեկտրոլիտ

Էլեկտրոլիտը նյութ է, որը լիթիումի իոնների համար հաղորդիչ է կաթոդի և անոդի միջև շարժվելու համար:Այն կազմված է աղերից, հավելումներից և տարբեր լուծիչներից։

The Separator

Լիթիում-իոնային բջիջի վերջնական կտորը բաժանարարն է:Այն գործում է որպես ֆիզիկական խոչընդոտ՝ կաթոդն ու անոդը միմյանցից հեռու պահելու համար:

Լիթիում-իոնային մարտկոցներն աշխատում են՝ շարժելով լիթիումի իոնները կաթոդից դեպի անոդ և հակառակը՝ էլեկտրոլիտի միջոցով:Երբ իոնները շարժվում են, նրանք ակտիվացնում են ազատ էլեկտրոնները անոդում՝ ստեղծելով լիցք դրական հոսանքի կոլեկտորի մոտ։Այս էլեկտրոնները սարքի, հեռախոսի կամ գոլֆի սայլի միջով հոսում են դեպի բացասական կոլեկտոր և նորից դեպի կաթոդ:Մարտկոցի ներսում էլեկտրոնների ազատ հոսքը կանխվում է բաժանարարի կողմից՝ ստիպելով դրանք դեպի կոնտակտները։

Երբ դուք լիցքավորում եք լիթիում-իոնային մարտկոցը, կաթոդը կթողարկի լիթիումի իոններ, և նրանք շարժվում են դեպի անոդ:Լիցքաթափման ժամանակ լիթիումի իոնները շարժվում են անոդից դեպի կաթոդ, որը առաջացնում է հոսանքի հոսք։

Ե՞րբ են հայտնագործվել լիթիում-իոնային մարտկոցները:

Լիթիում-իոնային մարտկոցները առաջին անգամ ստեղծվել են 70-ականներին անգլիացի քիմիկոս Սթենլի Ուիթինգհեմի կողմից:Նրա փորձերի ընթացքում գիտնականները տարբեր քիմիա են ուսումնասիրել մարտկոցի համար, որը կարող էր ինքն իրեն լիցքավորել:Նրա առաջին փորձարկումը ներառում էր տիտանի դիսուլֆիդը և լիթիումը որպես էլեկտրոդներ:Այնուամենայնիվ, մարտկոցները կարճ միացան և կպայթեին։

80-ականներին մեկ այլ գիտնական՝ Ջոն Բ. Գուդենաֆը, ընդունեց այդ մարտահրավերը:Շուտով ճապոնացի քիմիկոս Ակիրա Յոշինոն սկսեց տեխնոլոգիայի ուսումնասիրությունը:Յոշինոն և Գուդենաֆը ապացուցեցին, որ պայթյունների հիմնական պատճառը լիթիումի մետաղն է։

90-ականներին լիթիում-իոնային տեխնոլոգիան սկսեց ձեռք բերել ձգողականություն՝ տասնամյակի վերջում արագ դառնալով էներգիայի հանրաճանաչ աղբյուր:Սա առաջին անգամն էր, որ տեխնոլոգիան առևտրայնացվեց Sony-ի կողմից:Լիթիումի մարտկոցների անվտանգության վատ ցուցանիշը դրդեց լիթիում-իոնային մարտկոցների զարգացմանը:

Թեև լիթիումային մարտկոցները կարող են ավելի բարձր էներգիայի խտություն պահել, դրանք անվտանգ չեն լիցքավորման և լիցքաթափման ժամանակ:Մյուս կողմից, լիթիում-իոնային մարտկոցները բավականին անվտանգ են լիցքավորման և լիցքաթափման համար, երբ օգտագործողները պահպանում են անվտանգության հիմնական ուղեցույցները:

Ո՞րն է լավագույն լիթիումի իոնային քիմիան:

Լիթիում-իոնային մարտկոցների քիմիայի բազմաթիվ տեսակներ կան:Առևտրային հասանելիներն են.

Լիթիումի տիտանատ
Լիթիումի նիկել կոբալտ ալյումինի օքսիդ
Լիթիումի նիկել մանգան կոբալտի օքսիդ
Լիթիումի մանգանի օքսիդ (LMO)
Լիթիումի կոբալտի օքսիդ
Լիթիումի երկաթի ֆոսֆատ (LiFePO4)

Լիթիում-իոնային մարտկոցների համար կան բազմաթիվ տեսակի քիմիաներ:Յուրաքանչյուրն ունի իր դրական և բացասական կողմերը:Այնուամենայնիվ, որոշները հարմար են միայն հատուկ օգտագործման դեպքերի համար:Որպես այդպիսին, ձեր ընտրած տեսակը կախված կլինի ձեր էներգիայի կարիքներից, բյուջեից, անվտանգության հանդուրժողականությունից և հատուկ օգտագործման դեպքից:

Այնուամենայնիվ, LiFePO4 մարտկոցները ամենաառևտրային տարբերակն են:Այս մարտկոցները պարունակում են գրաֆիտ ածխածնային էլեկտրոդ, որը ծառայում է որպես անոդ, և ֆոսֆատ՝ որպես կաթոդ։Նրանք ունեն երկար ցիկլի կյանք՝ մինչև 10000 ցիկլ:

Բացի այդ, նրանք առաջարկում են մեծ ջերմային կայունություն և կարող են ապահով կերպով կարգավորել պահանջարկի կարճ ալիքները:LiFePO4 մարտկոցները գնահատվում են մինչև 510 աստիճան Ֆարենհեյթի ջերմային շեմի համար, որն ամենաբարձրն է առևտրային հասանելի ցանկացած լիթիում-իոնային մարտկոցի տեսակից:

LiFePO4 մարտկոցների առավելությունները

Կապարի թթվի և լիթիումի վրա հիմնված այլ մարտկոցների համեմատ, լիթիումի երկաթի ֆոսֆատ մարտկոցները հսկայական առավելություն ունեն:Նրանք արդյունավետորեն լիցքավորվում և լիցքաթափվում են, ավելի երկար են տևում և կարող են խորը պղտորվելcleառանց կորցնելու կարողությունները.Այս առավելությունները նշանակում են, որ մարտկոցներն առաջարկում են հսկայական ծախսերի խնայողություն իրենց կյանքի ընթացքում՝ համեմատած մարտկոցների այլ տեսակների հետ:Ստորև ներկայացված է այս մարտկոցների առանձնահատուկ առավելությունները ցածր արագությամբ էլեկտրական մեքենաներում և արդյունաբերական սարքավորումներում:

LiFePO4 մարտկոց ցածր արագությամբ մեքենաներում

Ցածր արագությամբ էլեկտրական մեքենաները (LEVs) չորս անիվներով մեքենաներ են, որոնք կշռում են 3000 ֆունտից պակաս:Նրանք սնուցվում են էլեկտրական մարտկոցներով, ինչը նրանց դարձնում է հանրաճանաչ ընտրություն գոլֆի սայլերի և այլ հանգստի օգտագործման համար:

Ձեր LEV-ի համար մարտկոցի տարբերակ ընտրելիս ամենակարևոր նկատառումներից մեկը երկարակեցությունն է:Օրինակ, մարտկոցով աշխատող գոլֆի սայլերը պետք է ունենան բավականաչափ հզորություն՝ առանց վերալիցքավորվելու 18 անցքերով գոլֆի դաշտով շրջելու համար:

Մեկ այլ կարևոր նկատառում սպասարկման ժամանակացույցն է:Լավ մարտկոցը չպետք է սպասարկում պահանջի, որպեսզի ապահովի ձեր հանգիստ գործունեության առավելագույն հաճույքը:

Մարտկոցը պետք է նաև կարողանա աշխատել տարբեր եղանակային պայմաններում:Օրինակ, այն պետք է թույլ տա ձեզ գոլֆ խաղալ ինչպես ամառվա շոգին, այնպես էլ աշնանը, երբ ջերմաստիճանը նվազում է:

Լավ մարտկոցը պետք է ունենա նաև կառավարման համակարգ, որը երաշխավորում է, որ այն շատ չի տաքանում կամ չի սառչում, ինչը վատացնում է դրա հզորությունը:

Լավագույն ապրանքանիշերից մեկը, որը համապատասխանում է այս բոլոր հիմնական, բայց կարևոր պայմաններին, ROYPOW-ն է:Նրանց LiFePO4 լիթիումային մարտկոցների շարքը գնահատվում է 4°F-ից մինչև 131°F ջերմաստիճանների համար:Մարտկոցները գալիս են ներկառուցված մարտկոցների կառավարման համակարգով և չափազանց հեշտ են տեղադրվում:

Արդյունաբերական կիրառություններ լիթիումի իոնային մարտկոցների համար

Լիթիում-իոնային մարտկոցները հայտնի տարբերակ են արդյունաբերական ծրագրերում:Ամենատարածված քիմիան LiFePO4 մարտկոցներն են:Այս մարտկոցների օգտագործման ամենատարածված սարքավորումներից մի քանիսն են.

Նեղ միջանցքով բեռնատարներ
Հակակշռված բեռնատարներ
3 Անիվ բեռնատարներ
Walkie stackers
Վերջ և կենտրոն հեծյալներ

Կան բազմաթիվ պատճառներ, թե ինչու են լիթիումի իոնային մարտկոցները ժողովրդականություն վայելում արդյունաբերական միջավայրերում:Հիմնականներն են.

Բարձր հզորություն և երկարակեցություն

Լիթիում-իոնային մարտկոցներն ունեն ավելի մեծ էներգիայի խտություն և երկարակեցություն՝ համեմատած կապարաթթվային մարտկոցների հետ:Նրանք կարող են կշռել քաշի մեկ երրորդը և ապահովել նույն արդյունքը:

Նրանց կյանքի ցիկլը ևս մեկ կարևոր առավելություն է:Արդյունաբերական գործունեության համար նպատակն է նվազագույնի հասցնել կարճաժամկետ կրկնվող ծախսերը:Լիթիում-իոնային մարտկոցների դեպքում բեռնատարի մարտկոցները կարող են երեք անգամ ավելի երկար աշխատել, ինչը երկարաժամկետ հեռանկարում հանգեցնում է ծախսերի հսկայական խնայողության:

Նրանք կարող են նաև աշխատել մինչև 80% լիցքաթափման ավելի մեծ խորության վրա՝ առանց որևէ ազդեցության իրենց հզորության վրա:Դա ևս մեկ առավելություն ունի ժամանակի խնայողության մեջ.Գործողությունները պետք չէ կանգ առնել մարտկոցները փոխարինելու համար, ինչը կարող է հանգեցնել հազարավոր աշխատաժամերի խնայողության բավականաչափ մեծ ժամանակահատվածում:

Բարձր արագությամբ լիցքավորում

Արդյունաբերական կապարաթթվային մարտկոցների դեպքում լիցքավորման նորմալ ժամանակը մոտ ութ ժամ է:Դա հավասար է ամբողջ 8-ժամյա հերթափոխի, որտեղ մարտկոցն անհասանելի է օգտագործման համար:Հետևաբար, մենեջերը պետք է հաշվի առնի այս պարապուրդը և գնի լրացուցիչ մարտկոցներ:

LiFePO4 մարտկոցներով դա մարտահրավեր չէ:Լավ օրինակ էROYPOW արդյունաբերական LifePO4 լիթիումային մարտկոցներ, որոնք լիցքավորվում են չորս անգամ ավելի արագ, քան կապարաթթվային մարտկոցները։Մեկ այլ առավելություն լիցքաթափման ընթացքում արդյունավետ մնալու ունակությունն է:Կապար թթվային մարտկոցները լիցքաթափվելիս հաճախ ունենում են աշխատանքի ուշացում:

Արդյունաբերական մարտկոցների ROYPOW շարքը նույնպես չունի հիշողության հետ կապված խնդիրներ՝ շնորհիվ արդյունավետ մարտկոցների կառավարման համակարգի:Կապարի թթվային մարտկոցները հաճախ տուժում են այս խնդրից, ինչը կարող է հանգեցնել ամբողջ հզորությունը չհասցնելու:

Ժամանակի ընթացքում այն առաջացնում է սուլֆացիա, ինչը կարող է կիսով չափ կրճատել դրանց առանց այն էլ կարճ ժամկետը:Խնդիրը հաճախ առաջանում է, երբ կապարաթթվային մարտկոցները պահվում են առանց լրիվ լիցքավորման:Լիթիումի մարտկոցները կարող են լիցքավորվել կարճ ընդմիջումներով և առանց որևէ խնդիրների պահվել զրոյից բարձր ցանկացած հզորությամբ:

Անվտանգություն և բեռնաթափում

LiFePO4 մարտկոցները հսկայական առավելություն ունեն արդյունաբերական պարամետրերում:Նախ, նրանք ունեն մեծ ջերմային կայունություն:Այս մարտկոցները կարող են աշխատել մինչև 131°F ջերմաստիճանում՝ առանց որևէ վնասի:Կապարի թթվային մարտկոցները նույն ջերմաստիճանում կկորցնեն իրենց կյանքի ցիկլի մինչև 80%-ը:

Մեկ այլ խնդիր է մարտկոցների քաշը:Նմանատիպ մարտկոցի հզորության դեպքում կապարաթթվային մարտկոցները զգալիորեն ավելի շատ են կշռում:Որպես այդպիսին, նրանք հաճախ կարիք ունեն հատուկ սարքավորումների և տեղադրման ավելի երկար ժամանակի, ինչը կարող է հանգեցնել աշխատանքի վրա ծախսվող աշխատաժամանակի ավելի քիչ աշխատաժամանակի:

Մեկ այլ խնդիր աշխատողների անվտանգությունն է:Ընդհանուր առմամբ, LiFePO4 մարտկոցներն ավելի անվտանգ են, քան կապարաթթվային մարտկոցները:Համաձայն OSHA-ի ուղեցույցների՝ կապարաթթվային մարտկոցները պետք է պահվեն հատուկ սենյակում՝ վտանգավոր գոլորշիները վերացնելու համար նախատեսված սարքավորումներով:Դա լրացուցիչ ծախսեր և բարդություն է մտցնում արդյունաբերական գործունեության մեջ:

Եզրակացություն

Լիթիում-իոնային մարտկոցները ակնհայտ առավելություն ունեն արդյունաբերական պայմաններում և ցածր արագությամբ էլեկտրական մեքենաների համար:Դրանք ավելի երկար են տևում, հետևաբար խնայում են օգտատերերի գումարները:Այս մարտկոցները նույնպես զրոյական սպասարկում են, ինչը հատկապես կարևոր է արդյունաբերական միջավայրում, որտեղ ծախսերի խնայողությունն առաջնային է: