Литий ионы батареялары қандай

Литий-иондық батареялар - бұл батарея химиясының танымал түрі. Бұл батареялардың негізгі артықшылығы - олар қайта зарядталатын. Осы мүмкіндіктің арқасында олар бүгінде батареяны қолданған көптеген тұтынушылардан табылған. Оларды телефондардан, электромобильдерден және аккумуляторлы гольф арбаларында табуға болады.

Литий-ион батареялары қалай жұмыс істейді?

Литий-иондық батареялар бір немесе бірнеше литий-ион жасушаларынан тұрады. Олардан артық зарядтаудың алдын алу үшін қорғаныс схемасы бар. Ұяшықтар корпусқа қорғаныс схемасы бар батареялар деп аталады.

Литий-иондық батареялар литий батареяларымен бірдей ме?

Жоқ. Литий батареясы және литий-ион аккумуляторы әр түрлі. Негізгі айырмашылық - соңғысы қайта зарядталады. Тағы бір маңызды айырмашылық - сақтау мерзімі. Литий аккумуляторы 12 жылға дейін пайдаланылмай, литий-ион аккумуляторлары 3 жылға дейін сақтау мерзімі бар.

Литий ионының батареяларының негізгі компоненттері қандай?

Литий-ион жасушаларында төрт негізгі компонент бар. Бұлар:

Одақ

Анод электр қуатын батареядан сыртқы тізбекке жылжытуға мүмкіндік береді. Сондай-ақ, ол батареяны зарядтау кезінде литий иондарын сақтайды.

Кеме

Катод - бұл ұяшықтың сыйымдылығы мен кернеуін анықтайды. Батареяны зарядсыздандыру кезінде ол литий иондарын шығарады.

Электролит

Электролит - бұл литий иондары үшін катод пен анод арасында қозғалуға болатын материал. Ол тұздардан, қоспалардан және әртүрлі еріткіштерден тұрады.

Бөлгіш

Литий-ион ұяшығындағы соңғы бөлік - сепаратор. Бұл катодты және анодты абаттандыру үшін физикалық кедергі ретінде әрекет етеді.

Литий-иондық батареялар литий иондарын катодтан анодқа және вице-керісінше электролит арқылы жылжыту арқылы жұмыс істейді. Иондар қозғалғанда, олар анодқа тегін электрондарды қосып, оң, оң жақ коллекторда заряд жасайды. Бұл электрондар құрылғы, телефон немесе гольф арбасы, теріс коллекторға және кері катодқа дейін ағып кетеді. Батарея ішіндегі электрондардың ақысыз ағынын бөлгішпен байланыстырады, оларды контактілерге бағыттайды.

Литий-ионды батареяны зарядтағанда, катод литий иондарын шығарады және анодқа қарай жылжиды. Зарядталса, литий иондары анодтан катодқа ауысады, ол ток ағынын тудырады.

Литий-иондық батареялар қашан ойлап табылды?

Литий-ион аккумуляторлары алдымен 70-ші жылдары ағылшын химигі Стэндей Вацихаммен аяқталды. Оның тәжірибелері барысында ғалымдар өзін-өзі зарядтауға болатын аккумулятор үшін түрлі химиктерді зерттеді. Оның алғашқы сынағында электродтар сияқты титан диульфидті және литий қатысты. Алайда, батареялар қысқа тұйықталу және жарылуы мүмкін.

80-ші жылдары, басқа ғалым, Джон Б. Джон Б., бұл қиындықты бастады. Көп ұзамай Акира Йошино, жапондық химик, технологияны зерттеуді бастады. Йошино мен Гэндендер литий металының жарылыстың негізгі себебі екенін дәлелдеді.

90-жылдары литий-ион технологиясы тез арада, онжылдықтың соңына дейін танымал қуат көзіне айналды. Бұл технологияны Sony компаниясы коммерциацияланды. Литий батареяларының қауіпсіздігі литий-ион аккумуляторларының дамуына себеп болды.

Литий батареялары энергияның жоғарылауы мүмкін болған кезде, олар зарядтау кезінде қауіпті болып табылады. Екінші жағынан, литий-иондық батареялар пайдаланушылар қауіпсіздіктің негізгі нұсқауларын ұстанған кезде зарядтау және зарядтау өте қауіпсіз.

Литий ион химиясы қандай?

Литий-ионды аккумулятордың көптеген түрлері бар. Коммерциялық қол жетімді адамдар:

Литий титанаты
Литий никель кобальт алюминий оксиді
Литий никель марганец пегене оксиді
Литий марганец оксиді (LMO)
Литий кобальт оксиді
Литий темір фосфаты (Lifepo4)

Литий-ионды аккумуляторларға арналған көптеген химиалдардың көптеген түрлері бар. Олардың әрқайсысында оның утырау және құлдырауы бар. Алайда, кейбіреулер нақты қолдануға жарамды. Осылайша, сіз таңдаған түрі сіздің қуат қажеттіліктеріңізге, бюджетке, қауіпсіздікке төзімділікке және нақты пайдалану жағдайына байланысты болады.

Алайда, Lifepo4 батареялары ең коммерциялық қол жетімді опция. Бұл батареялардың құрамында анод және фосфат катод ретінде қызмет ететін графитикалық көміртегі электесі бар. Олардың ұзындығы 10 000 циклға дейін.

Бұған қоса, олар үлкен жылу тұрақтылығын ұсынады және сұранысқа қысқа мерзімді кері артты. LifePo4 батареялары фаренгейт, кез-келген литий-ион аккумуляторының ең көп мөлшері 510 градусқа дейін бағаланады.

Lifepo4 батареяларының артықшылықтары

Қорғасын қышқылымен және басқа литий негізіндегі батареялармен салыстырғанда литий темір фосфат батареялары үлкен артықшылыққа ие. Олар тиімді, ұзағырақ зарядтап, зарядтайды және терең cy жасай аладыдескасыйымдылығын жоғалтпай. Бұл артықшылықтар батареялардың басқа батареялар түрлерімен салыстырғанда олардың мерзіміне шығындарды үнемдеуді білдіреді. Төменде аз жылдамдықты электрмен және өнеркәсіптік жабдықтардағы батареялардың нақты артықшылықтарын қараңыз.

Lifepo4 батареясы төмен жылдамдықты көліктерде

Төмен жылдамдықты электр машиналары (LEFS) - салмағы 3000 фунттан аз төрт доңғалақты көліктер. Олар электрмен қоректенеді, бұл оларды гольф арбаларына және басқа да сауықтыру мақсатында танымал таңдау жасайды.

Аккумулятор опциясын таңдағанда, ең маңызды пікірлердің бірі - ұзақ өмір сүру. Мысалы, батареямен жұмыс істейтін гольф арбаларында 18 саңылаулы гольф алаңын зарядтаусыз жүргізу үшін жеткілікті қуат болуы керек.

Тағы бір маңызды мәселе - техникалық қызмет көрсету кестесі. Жақсы батареяңыздың жайлы белсенділігінің максималды ләззелісін қамтамасыз ету үшін техникалық қызмет көрсетуді қажет етпеуі керек.

Батареяның әр түрлі жағдайда жұмыс істей алуы керек. Мысалы, ол сіздерге жазғы жылуда да, температура төмендеген кезде де гольф жіберуге мүмкіндік беруі керек.

Жақсы батареяны басқару жүйесімен де, оны қызып кетпейтін немесе салқындатпаңыз, оның сыйымдылығын нашарлатпайтынын қамтамасыз етуі керек.

Осы негізгі, бірақ маңызды шарттармен кездесетін ең жақсы брендтердің бірі - Ройп. Lifepo4 литий батареялары 4 ° F-қа дейін 41 ° F-қа дейін температурада бағаланады. Батареялар батареяны басқару жүйесімен және орнату оңай.

Литий иондық батареяларына арналған өнеркәсіптік қосымшалар

Литий-ион батареялары - өнеркәсіптік қосымшаларда танымал нұсқа. Ең көп кездесетін химия - Lifepo4 батареялары. Бұл батареяларды пайдалану үшін кейбір жалпы жабдық:

Тар жолақ
Кескінделмеген жүктер
3 доңғалақты жүктер
Walkie Sackers
Аяқтау және орталық шабандоздар

Литий ионының батареяларының өндірістік параметрлерде танымал болуының көптеген себептері бар. Олардың негізгіі:

Жоғары сыйымдылық және ұзақ өмір сүру

Литий-ион аккумуляторлары қорғасын қышқылы батареяларымен салыстырғанда үлкен энергияның тығыздығы мен ұзақ өмір сүруі бар. Олар салмақтың үштен бір бөлігін салып, сол шығынды жеткізе алады.

Олардың өмірлік циклі - бұл басқа басты артықшылық. Өнеркәсіптік операция үшін мақсат - қысқа мерзімді қайталанатын шығындарды минимумға дейін сақтау. Литий-иондық аккумуляторлармен, жүк тиегіш батареялар ұзақ уақытқа созылуы мүмкін, ұзақ уақыт бойы үнемдеуге әкеледі.

Олар сонымен қатар олардың сыйымдылығына әсер етпестен 80% -ға дейін жұмыс істеуі мүмкін. Бұл уақыт үнемдеудің тағы бір артықшылығы бар. Операциялар батареяларды своптау үшін тоқтатудың қажеті жоқ, бұл жеткілікті мөлшерде сақталған мыңдаған адам-сағаттарға әкелуі мүмкін.

Жоғары жылдамдықты зарядтау

Қорғасын қышқылының өнеркәсіптік батареяларымен, қалыпты зарядтау уақыты шамамен сегіз сағатқа созылады. Бұл 8 сағаттық ауысымға теңестіреді, онда батареяны пайдалану мүмкін емес. Демек, менеджер осы күту уақытын есепке алуы және қосымша батареяларды сатып алуы керек.

Lifepo4 батареяларымен, бұл қиындық емес. Жақсы мысал - бұлRoypow өнеркәсіптік өмірі Lifepo4 литий батареялары, қорғасын қышқылының батареяларынан төрт есе тезірек зарядталады. Тағы бір пайда алу кезінде тиімді болу мүмкіндігі. Қорғасын қышқылының батареялары көбінесе өнімділігі төмен, олар жұмыс істемейді.

Сондай-ақ, өндірістік батареялардың Ройпов сызығында, сонымен қатар батареяны басқарудың тиімді жүйесінің арқасында жад мәселелері жоқ. Қорғасын қышқылының батареялары көбінесе осы мәселеден зардап шегеді, бұл толық қуатына жетпеуге әкелуі мүмкін.

Уақыт өте келе ол сульфацияны тудырады, олар қысқа мерзімде олардың жартысында қысқаруы мүмкін. Мәселе көбінесе қорғасын қышқылы батареялары толығымен зарядсыз сақталған кезде пайда болады. Литий батареялары қысқа уақыт аралығында зарядтауға және ешқандай проблемасыз кез-келген қуаттылықта сақталуы мүмкін.

Қауіпсіздік және өңдеу

Lifepo4 батареялары өндірістік параметрлерде үлкен артықшылыққа ие. Біріншіден, олардың көп термиялық тұрақтылығы бар. Бұл батареялар зақымдалмай-ақ 131 ° F-қа дейін температурада жұмыс істей алады. Қорғасын қышқылының батареялары осыған ұқсас температурада олардың 80% -ын жоғалтады.

Тағы бір мәселе - батареялардың салмағы. Батареяның ұқсас сыйымдылығы үшін қорғасын қышқылының батареялары айтарлықтай көп. Осылайша, олар көбінесе нақты жабдықтар мен ұзақ уақытқа қажет, бұл жұмысқа жұмсалған адам-сағаттарға әкелуі мүмкін.

Тағы бір мәселе - жұмысшылардың қауіпсіздігі. Жалпы, Lifepo4 батареялары қорғасын қышқылы батареяларынан гөрі қауіпсіз. OSHA нұсқауларына сәйкес, қорғасын қышқылының батареялары арнайы бөлмеде қауіпті түтіндерді жоюға арналған арнайы бөлмеде сақталуы керек. Бұл өндірістік операцияға қосымша шығындар мен күрделілікті енгізеді.

Қорытынды

Литий-ион аккумуляторлары өндірістік параметрлерде және аз жылдамдықты электрмен жабдықтауда. Олар ұзақ, сондықтан пайдаланушыларды үнемдейді. Бұл батареялар сонымен қатар нөлдік техникалық қызмет көрсету болып табылады, бұл әсіресе, үнемдеуді үнемдейтін өндірістік жағдайда өте маңызды.