რა არის ლითიუმის იონური ბატარეები

ლითიუმ-იონური ბატარეები ბატარეის ქიმიის პოპულარული ტიპია. მთავარი უპირატესობა, რომელსაც ეს ბატარეები გვთავაზობენ, არის ის, რომ ისინი დატენვის. ამ მახასიათებლის გამო, ისინი დღეს სამომხმარებლო მოწყობილობებში გვხვდება, რომლებიც იყენებენ ბატარეას. მათი ნახვა შეგიძლიათ ტელეფონებში, ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებებში და ბატარეის გოლფის ყუთებში.

როგორ მუშაობს ლითიუმ-იონური ბატარეები?

ლითიუმ-იონური ბატარეები შედგება ერთი ან მრავალჯერადი ლითიუმ-იონური უჯრედებისგან. ისინი ასევე შეიცავს დამცავი მიკროსქემის დაფს, რათა თავიდან აიცილონ გადატვირთვა. უჯრედებს უწოდებენ ბატარეებს, ერთხელ დაყენებული გარსაცმის დამცავი წრიული დაფით.

ლითიუმ-იონური ბატარეები იგივეა, რაც ლითიუმის ბატარეები?

არა. ლითიუმის ბატარეა და ლითიუმ-იონური ბატარეა ძალზე განსხვავებულია. მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ეს უკანასკნელი დატენვის. კიდევ ერთი მთავარი განსხვავება არის შენახვის ვადა. ლითიუმის ბატარეა შეიძლება გაგრძელდეს 12 წლამდე გამოუყენებლად, ხოლო ლითიუმ-იონური ბატარეები 3 წლამდე აქვთ შენახვის ვადა.

რა არის ლითიუმის იონური ბატარეების ძირითადი კომპონენტები

ლითიუმ-იონური უჯრედებს აქვთ ოთხი ძირითადი კომპონენტი. ესენია:

ანოდი

ანოდი საშუალებას აძლევს ელექტროენერგიას გადაადგილდეს ბატარეიდან გარე წრეზე. იგი ასევე ინახავს ლითიუმის იონებს ბატარეის დატენვისას.

კათოდური

კათოდური არის ის, რაც განსაზღვრავს უჯრედის სიმძლავრეს და ძაბვას. იგი აწარმოებს ლითიუმის იონებს ბატარეის განთავისუფლებისას.

ელექტროლიტი

ელექტროლიტი არის მასალა, რომელიც ემსახურება როგორც ლითიუმის იონების კონდუქს, რომ გადავიდეს კათოდსა და ანოდს შორის. იგი შედგება მარილებისგან, დანამატებისა და სხვადასხვა გამხსნელებისგან.

გამყოფი

ლითიუმ-იონური უჯრედის საბოლოო ნაჭერი არის გამყოფი. იგი მოქმედებს როგორც ფიზიკური ბარიერი, რომ კათოდური და ანოდი განასხვავოს.

ლითიუმ-იონური ბატარეები მუშაობენ ლითიუმის იონების კათოდიდან ანოდში გადაადგილებით და პირიქით, ელექტროლიტის საშუალებით. როგორც იონები მოძრაობენ, ისინი ააქტიურებენ უფასო ელექტრონებს ანოდში, ქმნიან მუხტს დადებით მიმდინარე კოლექციონერზე. ეს ელექტრონები მიედინება მოწყობილობაში, ტელეფონზე ან გოლფის კალათაში, უარყოფით კოლექციონერთან და კათოდში. ბატარეის შიგნით ელექტრონების თავისუფალი ნაკადი ხელს უშლის გამყოფი, აიძულებს მათ კონტაქტებისკენ.

როდესაც თქვენ დააკისრებთ ლითიუმ-იონის ბატარეას, კათოდური გაათავისუფლებს ლითიუმის იონებს და ისინი მოძრაობენ ანოდისკენ. განთავისუფლებისას, ლითიუმის იონები გადადიან ანოდიდან კათოდამდე, რაც წარმოქმნის დენის ნაკადს.

როდის გამოიგონეს ლითიუმ-იონური ბატარეები?

ლითიუმ-იონური ბატარეები პირველად 70-იან წლებში დააფიქსირეს ინგლისელმა ქიმიკოსმა სტენლი უიტინგემმა. მისი ექსპერიმენტების დროს, მეცნიერებმა გამოიკვლიეს სხვადასხვა ქიმიკატები ბატარეისთვის, რომელსაც შეეძლო საკუთარი თავის დატენვა. მისი პირველი სასამართლო პროცესი ეხებოდა ტიტანის დისულფიდს და ლითიუმს, როგორც ელექტროდებს. ამასთან, ბატარეები მოკლედ წრე და აფეთქდებოდა.

80 -იან წლებში კიდევ ერთმა მეცნიერმა, ჯონ ბ. მალევე, იაპონელმა ქიმიკოსმა აკირა იოშინომ დაიწყო ტექნოლოგიის კვლევა. Yoshino და Goodenough დაადასტურეს, რომ ლითიუმის მეტალი აფეთქებების მთავარი მიზეზი იყო.

90-იან წლებში, ლითიუმ-იონური ტექნოლოგიამ დაიწყო წევის მოპოვება, სწრაფად გახდა პოპულარული ენერგიის წყარო ათწლეულის ბოლოს. პირველად აღინიშნა, რომ ტექნოლოგია კომერციალიზებულია Sony- ს მიერ. ლითიუმის ბატარეების უსაფრთხოების ცუდმა ჩანაწერმა აიძულა ლითიუმ-იონური ბატარეების განვითარება.

მიუხედავად იმისა, რომ ლითიუმის ბატარეებს შეუძლიათ უფრო მაღალი ენერგიის სიმკვრივე შეინარჩუნონ, ისინი სახიფათოა დატენვისა და გამონადენის დროს. მეორეს მხრივ, ლითიუმ-იონური ბატარეები საკმაოდ უსაფრთხოა დატენვისა და განთავისუფლებისას, როდესაც მომხმარებლები იცავენ უსაფრთხოების ძირითადი სახელმძღვანელო პრინციპებს.

რა არის საუკეთესო ლითიუმის იონის ქიმია?

არსებობს მრავალი ტიპი ლითიუმ-იონური ბატარეის ქიმიკატების. კომერციულად ხელმისაწვდომია:

• ლითიუმის ტიტანიატი
• ლითიუმის ნიკელის კობალტის ალუმინის ოქსიდი
• ლითიუმი ნიკელის მანგანუმის კობალტის ოქსიდი
• ლითიუმის მანგანუმის ოქსიდი (LMO)
• ლითიუმის კობალტის ოქსიდი
• ლითიუმის რკინის ფოსფატი (LifePo4)

ლითიუმ-იონური ბატარეებისთვის უამრავი ტიპის ქიმიკატები არსებობს. თითოეულ მათგანს აქვს თავისი თავდაყირა და ვარდნა. ამასთან, ზოგი მხოლოდ შესაფერისია კონკრეტული გამოყენების შემთხვევებისთვის. როგორც ასეთი, თქვენს მიერ არჩეულ ტიპს დამოკიდებული იქნება თქვენი ენერგიის საჭიროებებზე, ბიუჯეტზე, უსაფრთხოების ტოლერანტობაზე და სპეციფიკური გამოყენების შემთხვევაში.

ამასთან, LifePO4 ბატარეები ყველაზე კომერციულად ხელმისაწვდომი ვარიანტია. ეს ბატარეები შეიცავს გრაფიტის ნახშირბადის ელექტროდს, რომელიც ემსახურება ანოდს, ხოლო ფოსფატს, როგორც კათოდს. მათ აქვთ გრძელი ციკლის სიცოცხლე 10,000 ციკლამდე.

გარდა ამისა, ისინი გთავაზობთ დიდ თერმულ სტაბილურობას და შეუძლიათ უსაფრთხოდ გაუმკლავდნენ მოთხოვნის მოკლე ზომებს. LifePo4 ბატარეები შეფასებულია თერმული გაქცევის ბარიერიდან 510 გრადუსამდე ფარენჰეიტამდე, რაც ყველაზე მაღალია ნებისმიერი კომერციულად ხელმისაწვდომი ლითიუმ-იონური ბატარეის ტიპისაგან.

LifePO4 ბატარეების უპირატესობები

ტყვიის მჟავასთან და სხვა ლითიუმზე დაფუძნებულ ბატარეებთან შედარებით, ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეებს დიდი უპირატესობა აქვთ. ისინი ეფექტურად იხდიან და განთავისუფლდებიან, უფრო მეტხანს გრძელდება და ღრმა Cy-CLშესაძლებლობების დაკარგვის გარეშე. ეს უპირატესობები ნიშნავს, რომ ბატარეები გთავაზობთ უზარმაზარ ხარჯების დაზოგვას მათი სიცოცხლის განმავლობაში, სხვა ბატარეის ტიპებთან შედარებით. ქვემოთ მოცემულია ამ ბატარეების სპეციფიკური უპირატესობები დაბალი სიჩქარით ელექტროენერგიის სატრანსპორტო საშუალებებში და სამრეწველო მოწყობილობებში.

LifePo4 ბატარეა დაბალი სიჩქარით მანქანებში

დაბალი სიჩქარიანი ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებები (LEVs) არის ოთხბორბლიანი მანქანა, რომლებიც 3000 ფუნტზე ნაკლები იწონის. ისინი იკვებება ელექტრო ბატარეებით, რაც მათ პოპულარულ არჩევანს ქმნის გოლფის ურიკებისა და სხვა რეკრეაციული გამოყენებისთვის.

თქვენი LEV- ისთვის ბატარეის ვარიანტის არჩევისას, ერთ -ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მოსაზრება არის ხანგრძლივობა. მაგალითად, ბატარეის ენერგიით გოლფის ურიკებს უნდა ჰქონდეთ საკმარისი ენერგია 18 ხვრელი გოლფის კურსის გასწვრივ, დატენვის გარეშე.

კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი მოსაზრებაა შენარჩუნების გრაფიკი. კარგ ბატარეას არ უნდა დასჭირდეს მოვლა, რათა უზრუნველყოს თქვენი დასვენების საქმიანობის მაქსიმალური სიამოვნება.

ბატარეას ასევე უნდა შეეძლოს მუშაობა მრავალფეროვანი ამინდის პირობებში. მაგალითად, ეს საშუალებას მოგცემთ გოლფის გაკეთება როგორც ზაფხულის სიცხეში, ასევე შემოდგომაზე, როდესაც ტემპერატურა იკლებს.

კარგ ბატარეას ასევე უნდა მოჰყვეს საკონტროლო სისტემა, რომელიც უზრუნველყოფს, რომ იგი არ გადახურდეს ან ზედმეტი გაცივდეს, მისი სიმძლავრის დამამცირებელი.

ერთ -ერთი საუკეთესო ბრენდი, რომელიც აკმაყოფილებს ყველა ამ ძირითად, მაგრამ მნიშვნელოვან პირობებს, არის Roypow. მათი LifePO4 ლითიუმის ბატარეების მათი ხაზი შეფასებულია 4 ° F- დან 131 ° F ტემპერატურაზე. ბატარეები გააჩნია ბატარეის მართვის ჩაშენებულ სისტემას და ძალიან მარტივია ინსტალაცია.

სამრეწველო განაცხადები ლითიუმის იონური ბატარეებისთვის

ლითიუმ-იონური ბატარეები პოპულარული ვარიანტია სამრეწველო პროგრამებში. გამოყენებული ყველაზე გავრცელებული ქიმია არის LifePO4 ბატარეები. ზოგიერთი ყველაზე გავრცელებული მოწყობილობა ამ ბატარეების გამოსაყენებლად არის:

• ვიწრო aisle forklifts
• საპირისპირო დაბალანსებული ჩანგლები
• 3 ბორბლიანი ჩანგალი
• Walkie Stackers
• დასასრული და ცენტრის მხედრები

მრავალი მიზეზი არსებობს, რის გამოც ლითიუმის იონური ბატარეები იზრდება პოპულარობით ინდუსტრიულ გარემოში. მთავარია:

მაღალი სიმძლავრე და ხანგრძლივობა

ლითიუმ-იონური ბატარეებს აქვთ უფრო დიდი ენერგიის სიმკვრივე და ხანგრძლივობა ტყვიის მჟავა ბატარეებთან შედარებით. მათ შეუძლიათ წონის მესამედი წონა და იგივე გამომავალი მიიტანონ.

მათი ცხოვრების ციკლი კიდევ ერთი მთავარი უპირატესობაა. სამრეწველო ოპერაციისთვის, მიზანია მოკლევადიანი განმეორებადი ხარჯების მინიმუმამდე შენარჩუნება. ლითიუმ-იონური ბატარეებით, Forklift ბატარეები შეიძლება გაგრძელდეს სამჯერ მეტი ხნის განმავლობაში, რაც გრძელვადიან პერსპექტივაში იწვევს ხარჯების უზარმაზარ დაზოგვას.

მათ ასევე შეუძლიათ იმოქმედონ 80% -მდე გამონადენის უფრო დიდ სიღრმეზე, მათზე გავლენის გარეშე. ამას კიდევ ერთი უპირატესობა აქვს დროის დაზოგვაში. ოპერაციებს არ სჭირდებათ შუა ნაწილის შეჩერება ბატარეების შესაცვლელად, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ათასობით ადამიანი, რომელიც დაზოგულია საკმარისად დიდ პერიოდში.

მაღალსიჩქარიანი დატენვა

სამრეწველო ტყვიის მჟავა ბატარეებით, ნორმალური დატენვის დრო დაახლოებით რვა საათია. ეს უდრის მთელ 8-საათიან ცვლას, სადაც ბატარეა მიუწვდომელია გამოსაყენებლად. შესაბამისად, მენეჯერმა უნდა დააწესოს ეს დრო და შეიძინოს დამატებითი ბატარეები.

LifePo4 ბატარეებით, ეს არ არის გამოწვევა. კარგი მაგალითიაRoypow Industrial LifePO4 ლითიუმის ბატარეები, რომელიც ოთხჯერ უფრო სწრაფად იხდის, ვიდრე ტყვიის მჟავა ბატარეები. კიდევ ერთი სარგებელი არის გამონადენის დროს ეფექტური დარჩენის შესაძლებლობა. ტყვიის მჟავა ბატარეები ხშირად განიცდიან შედეგს, როდესაც ისინი გამონადენში არიან.

სამრეწველო ბატარეების Roypow ხაზს ასევე არ აქვს მეხსიერების პრობლემები, ბატარეის მართვის ეფექტური სისტემის წყალობით. ტყვიის მჟავა ბატარეები ხშირად განიცდიან ამ საკითხს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სრული სიმძლავრის მიღწევა.

დროთა განმავლობაში, ეს იწვევს გოგირდს, რომელსაც შეუძლია ნახევრად შეამციროს მათი უკვე მოკლე სიცოცხლის ხანგრძლივობა. საკითხი ხშირად გვხვდება, როდესაც ტყვიის მჟავა ბატარეები ინახება სრული მუხტის გარეშე. ლითიუმის ბატარეები შეიძლება დააკისროს მოკლე ინტერვალებით და ინახება ნულოვანი ზემოთ ნებისმიერი სიმძლავრით, უპრობლემოდ.

უსაფრთხოება და მართვა

LifePo4 ბატარეებს დიდი უპირატესობა აქვთ სამრეწველო გარემოში. პირველი, მათ აქვთ დიდი თერმული სტაბილურობა. ამ ბატარეებს შეუძლიათ მუშაობდნენ 131 ° F ტემპერატურაზე ტემპერატურაზე, ზიანის მიყენების გარეშე. ტყვიის მჟავა ბატარეები დაკარგავდნენ თავიანთი ცხოვრების ციკლის 80% -ს ანალოგიურ ტემპერატურაზე.

კიდევ ერთი საკითხია ბატარეების წონა. მსგავსი ბატარეის სიმძლავრისთვის, ტყვიის მჟავა ბატარეები მნიშვნელოვნად იწონის. როგორც ასეთი, მათ ხშირად სჭირდებათ სპეციფიკური აღჭურვილობა და უფრო გრძელი ინსტალაციის დრო, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სამუშაოზე დახარჯული ნაკლები საათები.

კიდევ ერთი საკითხია მუშაკთა უსაფრთხოება. ზოგადად, LifePO4 ბატარეები უფრო უსაფრთხოა, ვიდრე ტყვიის მჟავა ბატარეები. OSHA- ს მითითებების თანახმად, ტყვიის მჟავა ბატარეები უნდა ინახებოდეს სპეციალურ ოთახში, მოწყობილობებით, რომლებიც შექმნილია საშიში საწვავის აღმოსაფხვრელად. ეს შემოაქვს დამატებით ღირებულებას და სირთულეს სამრეწველო ოპერაციაში.

დასკვნა

ლითიუმ-იონური ბატარეებს აშკარა უპირატესობა აქვთ სამრეწველო პარამეტრებში და დაბალი სიჩქარით ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებებისთვის. ისინი უფრო მეტხანს გრძელდება, შესაბამისად, დაზოგავს მომხმარებლების ფულს. ეს ბატარეები ასევე არის ნულოვანი მოვლა, რაც განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია სამრეწველო გარემოში, სადაც ხარჯების დაზოგვა უმთავრესია.

დაკავშირებული სტატია:

ლითიუმის ფოსფატის ბატარეები უკეთესია, ვიდრე ტერნარი ლითიუმის ბატარეები?

იამაჰას გოლფის ურიკები მოყვება ლითიუმის ბატარეებს?

შეგიძლიათ განათავსოთ ლითიუმის ბატარეები კლუბის მანქანაში?