Лити ион батерей гэж юу вэ

Лити-ион батерейнууд нь алдартай химийн химийн төрөл юм. Эдгээр батерейны гол давуу тал нь цэнэглэх боломжтой байдаг. Энэ онцлогоос шалтгаалан тэдгээр нь өнөөдөр батерей ашигладаг ихэнх хэрэглээний төхөөрөмжүүдээс олддог. Тэдгээрийг утас, цахилгаан машин, батерейгаар ажилладаг гольфын тэрэгнээс олж болно.

Лити-ион батерей хэрхэн ажилладаг вэ?

Лити-ион батерей нь нэг буюу хэд хэдэн лити-ион эсээс тогтдог. Тэд мөн хэт цэнэглэхээс сэргийлэх хамгаалалтын хэлхээний самбарыг агуулдаг. Хамгаалалтын хэлхээний самбар бүхий янданд суулгасны дараа эсүүдийг батерей гэж нэрлэдэг.

Лити-ион батерей нь литийн батерейтай ижил үү?

Үгүй. Литиум ба лити-ион батерей нь асар их ялгаатай. Гол ялгаа нь сүүлийнх нь цэнэглэдэг. Өөр нэг гол ялгаа нь хадгалах хугацаа юм. Лити батерейг ашиглаагүй тохиолдолд 12 жил ажиллах боломжтой бол лити-ион батерейг 3 жил хүртэл хадгалах боломжтой.

Лити ион батерейны гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд юу вэ?

Лити-ион эсүүд нь дөрвөн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэгтэй. Үүнд:

Анод

Анод нь цахилгааныг зайнаас гадаад хэлхээнд шилжүүлэх боломжийг олгодог. Мөн зайгаа цэнэглэх үед литийн ионуудыг хадгалдаг.

катод

Катод нь эсийн хүчин чадал, хүчдэлийг тодорхойлдог зүйл юм. Энэ нь зайг цэнэглэх үед лити ион үүсгэдэг.

Электролит

Электролит нь катод ба анодын хооронд литийн ионуудыг шилжүүлэх суваг болж үйлчилдэг материал юм. Энэ нь давс, нэмэлт, төрөл бүрийн уусгагчаас бүрдэнэ.

Тусгаарлагч

Лити-ион эсийн эцсийн хэсэг нь тусгаарлагч юм. Энэ нь катод ба анодыг тусгаарлах физик саад болдог.

Лити-ион батерейнууд нь литийн ионуудыг катодоос анод руу, эсрэгээр нь электролитээр дамжуулж ажилладаг. Ионууд хөдөлж байх үед тэдгээр нь анод дахь чөлөөт электронуудыг идэвхжүүлж, эерэг гүйдлийн коллекторт цэнэгийг үүсгэдэг. Эдгээр электронууд нь төхөөрөмж, утас эсвэл гольфын тэрэгээр дамжин сөрөг коллектор руу урсаж, катод руу буцдаг. Батерейны доторх электронуудын чөлөөт урсгалыг тусгаарлагчаар сэргийлж, контакт руу чиглүүлдэг.

Лити-ион батерейг цэнэглэх үед катод нь литийн ионуудыг ялгаруулж, тэдгээр нь анод руу шилжинэ. Цэнэглэх үед литийн ионууд нь анодоос катод руу шилждэг бөгөөд энэ нь гүйдлийн урсгалыг үүсгэдэг.

Лити-ион батерейг хэзээ зохион бүтээсэн бэ?

Лити-ион батерейг анх 70-аад оны үед Английн химич Стэнли Уиттингхэм зохион бүтээжээ. Түүний туршилтын үеэр эрдэмтэд өөрийгөө цэнэглэх чадвартай батерейны янз бүрийн химийн бодисуудыг судалжээ. Түүний анхны туршилт нь титан дисульфид ба литийг электрод болгон ашигласан. Гэсэн хэдий ч батерейнууд нь богино холболт үүсгэж, дэлбэрч болно.

80-аад онд өөр нэг эрдэмтэн Жон Б.Гуденоу энэ сорилтыг авчээ. Удалгүй Японы химич Акира Ёшино технологийн талаар судалгаа хийж эхэлжээ. Ёшино, Гуденоу нар литийн метал нь дэлбэрэлтийн гол шалтгаан гэдгийг нотолсон.

90-ээд онд лити-ион технологи нь хүчээ авч эхэлсэн бөгөөд арван жилийн эцэс гэхэд маш хурдан алдартай эрчим хүчний эх үүсвэр болсон. Энэ нь уг технологийг Sony компаниас анх удаа арилжаалсан явдал юм. Литиум батерейны аюулгүй байдлын үзүүлэлт тааруу байсан нь лити-ион батерейг бүтээхэд түлхэц болсон.

Лити батерей нь илүү өндөр эрчим хүчний нягтралтай боловч цэнэглэх, цэнэггүй болгох үед аюултай байдаг. Нөгөөтэйгүүр, хэрэглэгчид аюулгүй байдлын үндсэн дүрмийг дагаж мөрдвөл лити-ион батерейг цэнэглэж, цэнэглэхэд аюулгүй байдаг.

Хамгийн сайн литийн ион хими юу вэ?

Лити-ион батерейны олон төрлийн химийн бодисууд байдаг. Худалдааны боломжтой нь:

Лити титанат
Литиум никель кобальт хөнгөн цагаан исэл
Лити никель манганы кобальт исэл
Лити манганы исэл (LMO)
Лити кобальт исэл
Лити төмрийн фосфат (LiFePO4)

Лити-ион батерейнд зориулсан олон төрлийн химийн бодисууд байдаг. Тус бүр өөрийн гэсэн давуу болон сул талуудтай. Гэсэн хэдий ч зарим нь зөвхөн тодорхой хэрэглээний тохиолдолд тохиромжтой байдаг. Иймээс таны сонгох төрөл нь таны эрчим хүчний хэрэгцээ, төсөв, аюулгүй байдлын хүлцэл, ашиглалтын тодорхой нөхцөл байдлаас хамаарна.

Гэсэн хэдий ч LiFePO4 батерей нь худалдаанд хамгийн боломжтой сонголт юм. Эдгээр батерейнууд нь анодын үүрэг гүйцэтгэдэг графит нүүрстөрөгчийн электрод, фосфат нь катодыг агуулдаг. Тэд 10,000 хүртэлх мөчлөгийн урт хугацааны мөчлөгтэй байдаг.

Нэмж дурдахад тэдгээр нь дулааны тогтвортой байдлыг хангадаг бөгөөд эрэлтийн богино өсөлтийг найдвартай даван туулж чаддаг. LiFePO4 батерейнууд нь Фаренгейтийн 510 градусын дулааны гүйлтийн босго үзүүлэлттэй бөгөөд худалдаанд байгаа лити-ион батерейнуудаас хамгийн өндөр үзүүлэлт юм.

LiFePO4 батерейны давуу тал

Лити төмрийн фосфатын батерейнууд хар тугалганы хүчил болон бусад лити дээр суурилсан батерейтай харьцуулахад асар их давуу талтай. Тэд үр дүнтэй цэнэглэж, цэнэггүй болгодог, удаан эдэлгээтэй, гүн цийлж чаддагcleхүчин чадлаа алдалгүйгээр. Эдгээр давуу талууд нь батерейнууд нь бусад төрлийн батерейтай харьцуулахад ашиглалтын хугацаанд асар их зардал хэмнэдэг гэсэн үг юм. Бага хурдтай цахилгаан машин, үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжид эдгээр батерейны давуу талуудыг доор харуулав.

Бага хурдтай тээврийн хэрэгсэлд LiFePO4 батерей

Бага хурдны цахилгаан тээврийн хэрэгсэл (LEVs) нь 3000 фунтаас бага жинтэй дөрвөн дугуйтай тээврийн хэрэгсэл юм. Эдгээр нь цахилгаан батерейгаар тэжээгддэг тул гольфын тэрэг болон бусад зугаа цэнгэлийн зориулалтаар ашиглахад түгээмэл сонголт болдог.

LEV-ийн батерейны сонголтыг сонгохдоо хамгийн чухал зүйл бол урт наслалт юм. Жишээлбэл, батарейгаар ажилладаг гольфын тэрэг нь 18 цооногтой гольфын талбайг дахин цэнэглэхгүйгээр тойрон явахад хангалттай хүч чадалтай байх ёстой.

Өөр нэг чухал зүйл бол засвар үйлчилгээний хуваарь юм. Сайн батерей нь таны чөлөөт цагийг зугаатай өнгөрүүлэхийн тулд засвар үйлчилгээ шаарддаггүй.

Мөн зай нь янз бүрийн цаг агаарын нөхцөлд ажиллах чадвартай байх ёстой. Жишээлбэл, зуны халуунд, намрын улиралд температур буурах үед гольф тоглох боломжийг танд олгоно.

Сайн батерей нь түүний хүчин чадлыг муутгаж, хэт халах эсвэл хэт хөргөхгүй байх хяналтын системтэй байх ёстой.

Эдгээр бүх үндсэн боловч чухал нөхцлийг хангасан шилдэг брэндүүдийн нэг бол ROYPOW юм. Тэдний LiFePO4 лити батерейнууд нь 4°F-ээс 131°F-ийн температурт зориулагдсан. Батерейнууд нь суурилуулсан зайны удирдлагын системтэй бөгөөд суулгахад маш хялбар байдаг.

Лити ион батерейны үйлдвэрлэлийн хэрэглээ

Лити-ион батерей нь үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд түгээмэл сонголт юм. Хамгийн түгээмэл химийн бодис бол LiFePO4 батерей юм. Эдгээр батерейг ашиглах хамгийн түгээмэл төхөөрөмжүүдийн зарим нь:

Нарийн хонгилтой сэрээ өргөгч
Эсрэг тэнцвэржүүлсэн өргөгч
3 дугуйт өргөгч
Walkie овоолго
Төгсгөлийн болон төвийн дугуйчид

Лити-ион батерейнууд үйлдвэрлэлийн орчинд улам бүр түгээмэл болж байгаа олон шалтгаан бий. Гол нь:

Өндөр хүчин чадалтай, удаан эдэлгээтэй

Лити-ион батерейнууд нь хар тугалганы хүчлийн батерейтай харьцуулахад илүү их эрчим хүчний нягтрал, урт наслалттай байдаг. Тэд жингийн гуравны нэгийг жинлэж, ижил үр дүнд хүрч чадна.

Тэдний амьдралын мөчлөг нь бас нэг чухал давуу тал юм. Аж үйлдвэрийн үйл ажиллагааны хувьд богино хугацааны урсгал зардлыг хамгийн бага хэмжээнд байлгах зорилготой. Лити-ион батерейны тусламжтайгаар сэрээтэй ачааны батерей нь гурав дахин удаан ажиллах боломжтой бөгөөд энэ нь урт хугацаанд асар их зардлыг хэмнэхэд хүргэдэг.

Тэд хүчин чадалдаа ямар ч нөлөө үзүүлэхгүйгээр 80% хүртэл их хэмжээний гадагшлуулах гүнд ажиллах боломжтой. Энэ нь цаг хэмнэх бас нэг давуу талтай. Батерейгаа солихын тулд үйл ажиллагаа нь дундуур зогсох шаардлагагүй бөгөөд энэ нь хангалттай их хугацаанд хэдэн мянган хүн-цаг хэмнэхэд хүргэдэг.

Өндөр хурдны цэнэглэлт

Үйлдвэрийн хар тугалганы хүчлийн батерейг цэнэглэх хугацаа нь ойролцоогоор найман цаг байдаг. Энэ нь батерейг ашиглах боломжгүй 8 цагийн ээлжтэй тэнцэнэ. Тиймээс менежер энэ сул зогсолтыг тооцож, нэмэлт батерей худалдаж авах ёстой.

LiFePO4 батерейны хувьд энэ нь тийм ч хэцүү биш юм. Сайн жишээ болROYPOW үйлдвэрийн LifePO4 лити батерей, энэ нь хар тугалганы хүчлийн батерейгаас дөрөв дахин хурдан цэнэглэгддэг. Өөр нэг давуу тал нь гадагшлуулах үед үр ашигтай байх чадвар юм. Хар тугалганы хүчлийн батерейнууд цэнэгээ алдах үед гүйцэтгэлийн хоцрогдолтой байдаг.

Аж үйлдвэрийн батерейны ROYPOW шугам нь батерейны үр ашигтай удирдлагын системийн ачаар санах ойн асуудалгүй. Хар тугалганы хүчлийн батерейнууд энэ асуудалд байнга өртдөг бөгөөд энэ нь бүрэн хүчин чадлаараа ажиллахаа болиход хүргэдэг.

Цаг хугацаа өнгөрөхөд энэ нь сульфат үүсгэдэг бөгөөд энэ нь тэдний аль хэдийн богино наслах хугацааг хоёр дахин бууруулж чаддаг. Хар тугалганы хүчлийн батерейг бүрэн цэнэглэхгүйгээр хадгалах үед асуудал ихэвчлэн гардаг. Литиум батерейг богино хугацаанд цэнэглэж, тэгээс дээш хүчин чадлаар ямар ч асуудалгүйгээр хадгалах боломжтой.

Аюулгүй байдал ба харьцах

LiFePO4 батерей нь үйлдвэрлэлийн нөхцөлд асар их давуу талтай. Нэгдүгээрт, тэд маш сайн дулааны тогтвортой байдалтай байдаг. Эдгээр батерейнууд нь 131°F хүртэл температурт ямар ч гэмтэлгүйгээр ажиллах боломжтой. Хар тугалганы хүчлийн батерейнууд ижил температурт амьдралынхаа 80 хүртэлх хувийг алддаг.

Өөр нэг асуудал бол батерейны жин юм. Ижил хэмжээтэй батерейны багтаамжийн хувьд хар тугалганы хүчлийн батерейнууд илүү жинтэй байдаг. Иймээс тэд ихэвчлэн тусгай тоног төхөөрөмж, суурилуулах хугацаа их шаарддаг бөгөөд энэ нь ажилд зарцуулах цагийг багасгахад хүргэдэг.

Өөр нэг асуудал бол ажилчдын аюулгүй байдал юм. Ерөнхийдөө LiFePO4 батерейнууд нь хар тугалганы хүчлийн батерейгаас илүү аюулгүй байдаг. OSHA-ийн удирдамжийн дагуу хар тугалганы хүчлийн батерейг аюултай утааг арилгах зориулалттай тоног төхөөрөмж бүхий тусгай өрөөнд хадгалах ёстой. Энэ нь үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагаанд нэмэлт зардал, нарийн төвөгтэй байдлыг бий болгодог.

Дүгнэлт

Лити-ион батерей нь үйлдвэрлэлийн орчинд болон бага хурдтай цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд тодорхой давуу талтай. Тэд илүү удаан үйлчилдэг тул хэрэглэгчдийн мөнгийг хэмнэдэг. Эдгээр батерейнууд нь мөн л тэг засвар үйлчилгээтэй бөгөөд энэ нь зардал хэмнэх нь хамгийн чухал байдаг үйлдвэрлэлийн нөхцөлд онцгой ач холбогдолтой юм.