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 են.

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
Լիթիում նիկել կոբալտ ալյումինի օքսիդ
Լիթիում նիկել մանգան կոբալտ 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 արտահոսքի 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 կենտրոնական 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: