Кои се литиумските јонски батерии

Литиум-јонските батерии се популарен вид хемија на батерии. Главна предност што ја нудат овие батерии е тоа што тие се полнат. Поради оваа одлика, тие денес се наоѓаат во повеќето потрошувачки уреди кои користат батерија. Тие можат да се најдат во телефони, електрични возила и колички за голф со батерија.

Како функционираат литиум-јонските батерии?

Литиум-јонските батерии се состојат од една или повеќе литиум-јонски клетки. Тие исто така содржат табла за заштитно коло за да спречат преполнување. Клетките се нарекуваат батерии еднаш инсталирани во обвивка со заштитна табла.

Дали литиум-јонските батерии се исти како литиумските батерии?

Бр. Литиумска батерија и литиум-јонска батерија се многу различни. Главната разлика е во тоа што вторите се полнат. Друга голема разлика е рокот на траење. Литиумската батерија може да трае до 12 години неискористена, додека литиум-јонските батерии имаат рок на траење на траење до 3 години.

Кои се клучните компоненти на литиум јонските батерии

Литиум-јонските клетки имаат четири главни компоненти. Ова се:

Анода

Анодата овозможува електрична енергија да се движи од батеријата во надворешно коло. Исто така, чува литиум јони при полнење на батеријата.

Катода

Катодата е она што го одредува капацитетот и напонот на ќелијата. Произведува литиум јони при отпуштање на батеријата.

Електролит

Електролитот е материјал, кој служи како спроводник за литиумските јони да се движат помеѓу катодата и анодата. Тој е составен од соли, адитиви и разни растворувачи.

Сепараторот

Конечното парче во литиум-јонска ќелија е сепараторот. Делува како физичка бариера за да ги задржи катодата и анодата.

Литиум-јонските батерии работат со преместување на литиумските јони од катодата кон анодата и обратно преку електролитот. Како што се движат јони, тие активираат бесплатни електрони во анодата, создавајќи полнење на колекторот за позитивна струја. Овие електрони течат низ уредот, телефон или количка за голф, до негативниот колекционер и се враќаат во катодата. Слободниот проток на електрони во внатрешноста на батеријата е спречен од сепараторот, принудувајќи ги кон контактите.

Кога наполнувате литиум-јонска батерија, катодата ќе ослободи јони на литиум и тие се движат кон анодата. Кога се празне, литиумските јони се движат од анодата до катодата, што генерира проток на струја.

Кога биле измислени литиум-јонски батерии?

Литиум-јонските батерии за прв пат беа замислени во 70-тите години од англискиот хемичар Стенли Витингем. За време на неговите експерименти, научниците истражувале разни хемикалии за батерија што може да се наполни. Неговото прво судење вклучуваше титаниум дисулфид и литиум како електроди. Сепак, батериите би биле со краток спој и експлодирале.

Во 80 -тите години, друг научник, B.он Б. Гуденоу, го презеде предизвикот. Набргу потоа, Акира Јошино, јапонски хемичар, започна со истражување за технологијата. Јошино и Гуденоу докажаа дека литиумскиот метал е главната причина за експлозии.

Во 90-тите години, литиум-јонската технологија започна да се здобива со влечење, брзо станува популарен извор на енергија до крајот на деценијата. За прв пат се одбележа дека технологијата ја комерцијализираше Сони. Тој лош безбедносен запис на литиумските батерии предизвика развој на литиум-јонски батерии.

Додека литиумските батерии можат да имаат поголема густина на енергија, тие се небезбедни за време на полнење и празнење. Од друга страна, литиум-јонските батерии се доста безбедни за полнење и празнење кога корисниците се придржуваат кон основните упатства за безбедност.

Која е најдобрата литиум јонска хемија?

Постојат бројни видови на хемиски литиум-јонски батерии. Комерцијално достапните се:

Литиум титанат
Литиум никел кобалт алуминиум оксид
Литиум никел манган кобалт оксид
Литиум манган оксид (LMO)
Литиум кобалт оксид
Литиум железо фосфат (LifePo4)

Постојат бројни видови на хемикалии за литиум-јонски батерии. Секој од нив има свои нагорнини и недостатоци. Сепак, некои се погодни само за случаи на специфична употреба. Како таков, типот што ќе го изберете ќе зависи од вашите потреби за моќ, буџет, толеранција на безбедност и случај на специфична употреба.

Сепак, батериите LIFEPO4 се најкомерцијално достапната опција. Овие батерии содржат графитна јаглеродна електрода, која служи како анода и фосфат како катода. Тие имаат долг живот на циклус до 10,000 циклуси.

Покрај тоа, тие нудат одлична термичка стабилност и можат безбедно да се справат со кратки порази на побарувачката. Батериите LIFEPO4 се оценуваат за термички праг на бегство до 510 степени Фаренхајт, највисок од кој било комерцијално достапен литиум-јонски батерија.

Предности на батериите LifePo4

Во споредба со оловото киселина и другите батерии базирани на литиум, батериите на литиум железо фосфат имаат огромна предност. Тие се наплатуваат и испуштаат ефикасно, траат подолго и можат длабоко CYcleбез губење на капацитетот. Овие предности значат дека батериите нудат огромна заштеда на трошоците во текот на нивниот живот во споредба со другите типови на батерии. Подолу е преглед на специфичните предности на овие батерии во возила со мала брзина и индустриска опрема.

Батерија LifePo4 во возила со мала брзина

Електрични возила со мала брзина (даноци) се возила со четири тркала кои тежат помалку од 3000 фунти. Тие се напојуваат со електрични батерии, што ги прави популарен избор за колички за голф и други рекреативни намени.

При изборот на опцијата за батерија за вашиот LEV, една од најважните размислувања е долговечноста. На пример, количките за голф со батерија треба да имаат доволно моќ да возат околу терен за голф од 18 дупки без да се надополнуваат.

Друг важен предвид е распоредот за одржување. Добрата батерија не треба да бара одржување за да се обезбеди максимално уживање во вашата лежерна активност.

Батеријата исто така треба да може да работи во различни временски услови. На пример, треба да ви овозможи да голф и во летната топлина и во есен кога ќе се намалат температурите.

Добрата батерија исто така треба да дојде со контролен систем што гарантира дека не се прегрее или разладува премногу, деградирајќи го неговиот капацитет.

Една од најдобрите брендови што ги исполнува сите овие основни, но важни услови е RoyPow. Нивната линија на литиумските батерии LifePo4 се оценуваат за температури од 4 ° F до 131 ° F. Батериите доаѓаат со вграден систем за управување со батерии и се исклучително лесни за инсталирање.

Индустриски апликации за литиум јонски батерии

Литиум-јонските батерии се популарна опција во индустриските апликации. Најчестата што се користи хемија е батерии LifePo4. Некои од најчестата опрема за користење на овие батерии се:

Тесни виklушкари на патеки
Контрабалансирани виklушкари
3 виklушкари на тркала
Води Стакери
Возачи на крај и центар

Постојат многу причини зошто литиумските јонски батерии растат во популарност во индустриските средини. Главните се:

Висок капацитет и долговечност

Литиум-јонските батерии имаат поголема густина на енергија и долговечност во споредба со батериите на олово-киселина. Тие можат да тежат третина од тежината и да го испорачаат истиот излез.

Нивниот животен циклус е уште една голема предност. За индустриска операција, целта е да се задржат краткорочните повторливи трошоци на минимум. Со литиум-јонски батерии, батериите за виklушкар можат да траат три пати подолго, што доведува до огромни заштеди на трошоците на долг рок.

Тие исто така можат да работат со поголема длабочина на празнење до 80% без никакво влијание врз нивниот капацитет. Тоа има уште една предност во заштедите на времето. Операциите не треба да престанат на Мидвеј за да ги заменат батериите, што може да доведе до илјадници човечки часови зачувани во доволно голем период.

Полнење со голема брзина

Со индустриски батерии на олово-киселина, нормалното време на полнење е околу осум часа. Тоа е еднакво на цела 8-часовна смена каде батеријата е недостапна за употреба. Како резултат на тоа, менаџерот мора да сметка за ова време на застој и да купи дополнителни батерии.

Со батериите LifePo4, тоа не е предизвик. Добар пример еИндустриски литиум батерии на RoyPow LIFEPO4, кои наплатуваат четири пати побрзо од оловото киселински батерии. Друга придобивка е можноста да останете ефикасни за време на празнење. Батериите на олово киселини честопати страдаат од заостанување во перформансите како што испуштаат.

Линијата на индустриски батерии RoyPow исто така нема проблеми со меморијата, благодарение на ефикасен систем за управување со батерии. Батериите на олово киселини често страдаат од ова прашање, што може да доведе до неуспех да се достигне целосен капацитет.

Со текот на времето, тоа предизвикува сулфација, што може да го намали нивниот веќе краток животен век на половина. Проблемот често се јавува кога батериите на олово киселина се чуваат без целосно полнење. Литиумските батерии можат да се наплатат во кратки интервали и да се чуваат во кој било капацитет над нулата без никакви проблеми.

Безбедност и ракување

Батериите LIFEPO4 имаат огромна предност во индустриските поставки. Прво, тие имаат одлична термичка стабилност. Овие батерии можат да работат на температури до 131 ° F без да претрпат никаква штета. Батериите на олово киселини би изгубиле до 80% од нивниот животен циклус на слична температура.

Друг проблем е тежината на батериите. За сличен капацитет на батеријата, батериите за олово киселини тежат значително повеќе. Како такви, честопати им е потребна специфична опрема и подолго време на инсталација, што може да доведе до помалку човечки часови потрошени на работа.

Друго прашање е безбедноста на работниците. Во принцип, батериите LIFEPO4 се побезбедни од батериите на олово-киселина. Според упатствата на OSHA, батериите на олово киселина мора да се чуваат во специјална просторија со опрема дизајнирана за да се елиминираат опасни гасови. Тоа воведува дополнителна цена и сложеност во индустриска операција.

Заклучок

Литиум-јонските батерии имаат јасна предност во индустриските поставки и за електрични возила со мала брзина. Тие траат подолго, следствено на тоа, заштедуваат пари на корисниците. Овие батерии се исто така нула одржување, што е особено важно во индустриски амбиент каде заштедата на трошоците е најголемо.