Apakah bateri lithium ion

Bateri lithium-ion adalah jenis kimia bateri yang popular. Kelebihan utama yang ditawarkan oleh bateri ini ialah mereka boleh dicas semula. Oleh kerana ciri ini, mereka terdapat di kebanyakan peranti pengguna hari ini yang menggunakan bateri. Mereka boleh didapati di telefon, kenderaan elektrik, dan kereta golf berkuasa bateri.

Bagaimana bateri lithium-ion berfungsi?

Bateri lithium-ion terdiri daripada satu atau pelbagai sel lithium-ion. Mereka juga mengandungi papan litar pelindung untuk mengelakkan bayaran berlebihan. Sel -sel dipanggil bateri sekali dipasang di selongsong dengan papan litar pelindung.

Adakah bateri lithium-ion sama dengan bateri lithium?

Tidak. Bateri lithium dan bateri lithium-ion sangat berbeza. Perbezaan utama adalah bahawa yang terakhir boleh dicas semula. Satu lagi perbezaan utama ialah kehidupan rak. Bateri lithium boleh bertahan sehingga 12 tahun tidak digunakan, manakala bateri lithium-ion mempunyai jangka hayat sehingga 3 tahun.

Apakah komponen utama bateri lithium ion

Sel lithium-ion mempunyai empat komponen utama. Ini adalah:

Anod

Anod membolehkan elektrik bergerak dari bateri ke litar luaran. Ia juga menyimpan ion lithium semasa mengecas bateri.

Katod

Katod adalah apa yang menentukan kapasiti dan voltan sel. Ia menghasilkan ion lithium apabila melepaskan bateri.

Elektrolit

Elektrolit adalah bahan, yang berfungsi sebagai saluran untuk ion lithium untuk bergerak di antara katod dan anod. Ia terdiri daripada garam, bahan tambahan, dan pelbagai pelarut.

Pemisah

Sekeping terakhir dalam sel lithium-ion adalah pemisah. Ia bertindak sebagai penghalang fizikal untuk mengekalkan katod dan anod.

Bateri lithium-ion berfungsi dengan memindahkan ion lithium dari katod ke anod dan sebaliknya melalui elektrolit. Apabila ion bergerak, mereka mengaktifkan elektron bebas dalam anod, mewujudkan caj pada pemungut semasa positif. Elektron ini mengalir melalui peranti, telefon atau kereta golf, kepada pemungut negatif dan kembali ke katod. Aliran elektron bebas di dalam bateri dicegah oleh pemisah, memaksa mereka ke arah kenalan.

Apabila anda mengenakan bateri lithium-ion, katod akan melepaskan ion lithium, dan mereka bergerak ke arah anod. Apabila melepaskan, ion lithium bergerak dari anod ke katod, yang menghasilkan aliran arus.

Bilakah bateri lithium-ion dicipta?

Bateri lithium-ion mula-mula dikandung pada tahun 70-an oleh ahli kimia Inggeris Stanley Whittingham. Semasa eksperimennya, para saintis menyiasat pelbagai kimia untuk bateri yang boleh mengisi semula sendiri. Percubaan pertamanya melibatkan titanium disulfida dan litium sebagai elektrod. Walau bagaimanapun, bateri akan litar pintas dan meletup.

Pada tahun 80 -an, seorang saintis lain, John B. Goodenough, mengambil cabaran itu. Tidak lama selepas itu, Akira Yoshino, seorang ahli kimia Jepun, memulakan penyelidikan ke dalam teknologi. Yoshino dan Goodenough membuktikan bahawa logam litium adalah punca utama letupan.

Pada tahun 90-an, teknologi lithium-ion mula mendapat daya tarikan, dengan cepat menjadi sumber kuasa yang popular menjelang akhir dekad. Ia menandakan kali pertama teknologi itu dikomersialkan oleh Sony. Rekod keselamatan bateri litium yang buruk mendorong perkembangan bateri lithium-ion.

Walaupun bateri lithium boleh memegang ketumpatan tenaga yang lebih tinggi, mereka tidak selamat semasa mengecas dan melepaskan. Sebaliknya, bateri lithium-ion agak selamat untuk mengenakan bayaran dan pelepasan apabila pengguna mematuhi garis panduan keselamatan asas.

Apakah kimia lithium ion terbaik?

Terdapat banyak jenis kimia bateri lithium-ion. Yang tersedia secara komersil adalah:

Lithium Titanate
Lithium nikel kobalt aluminium oksida
Lithium nikel kobalt oksida
Lithium Mangan Oxide (LMO)
Lithium Cobalt Oxide
Lithium Iron Phosphate (LIFEPO4)

Terdapat banyak jenis kimia untuk bateri lithium-ion. Setiap orang mempunyai kelemahan dan kelemahannya. Walau bagaimanapun, sesetengahnya hanya sesuai untuk kes penggunaan tertentu. Oleh itu, jenis yang anda pilih bergantung kepada keperluan kuasa anda, belanjawan, toleransi keselamatan, dan kes penggunaan khusus.

Walau bagaimanapun, bateri LIFEPO4 adalah pilihan yang paling komersial. Bateri ini mengandungi elektrod karbon grafit, yang berfungsi sebagai anod, dan fosfat sebagai katod. Mereka mempunyai kehidupan kitaran yang panjang sehingga 10,000 kitaran.

Di samping itu, mereka menawarkan kestabilan terma yang hebat dan dengan selamat dapat mengendalikan lonjakan pendek dalam permintaan. Bateri LIFEPO4 dinilai untuk ambang pelarian haba sehingga 510 darjah Fahrenheit, yang tertinggi dari mana-mana jenis bateri lithium-ion yang tersedia secara komersil.

Kelebihan bateri LIFEPO4

Berbanding dengan asid plumbum dan bateri berasaskan lithium yang lain, bateri fosfat besi lithium mempunyai kelebihan yang besar. Mereka mengenakan bayaran dan menunaikan dengan cekap, bertahan lebih lama, dan boleh mendalam CYcletanpa kehilangan kapasiti. Kelebihan ini bermakna bateri menawarkan penjimatan kos yang besar sepanjang hayat mereka berbanding dengan jenis bateri yang lain. Berikut adalah melihat kelebihan bateri ini dalam kenderaan kuasa berkelajuan rendah dan peralatan perindustrian.

Bateri LifePo4 dalam kenderaan berkelajuan rendah

Kenderaan elektrik berkelajuan rendah (LEV) adalah kenderaan beroda empat yang beratnya kurang daripada 3000 paun. Mereka dikuasakan oleh bateri elektrik, yang menjadikan mereka pilihan yang popular untuk kereta golf dan kegunaan rekreasi lain.

Apabila memilih pilihan bateri untuk lev anda, salah satu pertimbangan yang paling penting adalah panjang umur. Sebagai contoh, kereta golf berkuasa bateri harus mempunyai kuasa yang cukup untuk memandu di sekitar padang golf 18 lubang tanpa perlu mengisi semula.

Satu lagi pertimbangan penting ialah jadual penyelenggaraan. Bateri yang baik tidak memerlukan penyelenggaraan untuk memastikan keseronokan maksimum aktiviti santai anda.

Bateri juga harus beroperasi dalam keadaan cuaca yang berbeza -beza. Sebagai contoh, ia sepatutnya membolehkan anda bermain golf pada musim panas dan musim gugur apabila suhu jatuh.

Bateri yang baik juga harus dilengkapi dengan sistem kawalan yang memastikan ia tidak terlalu panas atau bersantai terlalu banyak, merendahkan kapasitinya.

Salah satu jenama terbaik yang memenuhi semua keadaan asas tetapi penting ini ialah Roypow. Barisan bateri litium LIFEPO4 mereka dinilai untuk suhu 4 ° F hingga 131 ° F. Bateri dilengkapi dengan sistem pengurusan bateri yang dibina dan sangat mudah dipasang.

Aplikasi perindustrian untuk bateri lithium ion

Bateri lithium-ion adalah pilihan popular dalam aplikasi perindustrian. Kimia yang paling biasa digunakan ialah bateri LIFEPO4. Beberapa peralatan yang paling biasa menggunakan bateri ini adalah:

Forklift Aisle sempit
Forklifts mengimbangi
Forklift 3 roda
Walkie Stackers
Penunggang akhir dan pusat

Terdapat banyak sebab mengapa bateri lithium ion semakin popular dalam tetapan perindustrian. Yang utama adalah:

Kapasiti tinggi dan panjang umur

Bateri lithium-ion mempunyai ketumpatan tenaga yang lebih besar dan panjang umur berbanding bateri asid plumbum. Mereka boleh menimbang satu pertiga daripada berat badan dan menyampaikan output yang sama.

Kitaran hidup mereka adalah satu lagi kelebihan utama. Untuk operasi perindustrian, matlamatnya adalah untuk memastikan kos berulang jangka pendek minimum. Dengan bateri lithium-ion, bateri forklift boleh bertahan tiga kali ganda, yang membawa kepada penjimatan kos yang besar dalam jangka masa panjang.

Mereka juga boleh beroperasi pada kedalaman pelepasan yang lebih besar sehingga 80% tanpa sebarang kesan ke atas kapasiti mereka. Itu mempunyai kelebihan lain dalam penjimatan masa. Operasi tidak perlu berhenti di pertengahan untuk menukar bateri, yang boleh membawa kepada beribu-ribu jam manusia yang disimpan dalam tempoh yang cukup besar.

Pengisian berkelajuan tinggi

Dengan bateri asid plumbum industri, masa pengecasan biasa adalah sekitar lapan jam. Itu sama dengan peralihan keseluruhan 8 jam di mana bateri tidak tersedia untuk digunakan. Akibatnya, pengurus mesti menyumbang downtime ini dan membeli bateri tambahan.

Dengan bateri LIFEPO4, itu bukan satu cabaran. Contoh yang baik ialahBateri litium lifepo4 roypow industri, yang dikenakan empat kali lebih cepat daripada bateri asid plumbum. Manfaat lain adalah keupayaan untuk kekal cekap semasa pelepasan. Bateri asid plumbum sering mengalami lag dalam prestasi ketika mereka melepaskan diri.

Barisan bateri perindustrian Roypow juga tidak mempunyai masalah memori, terima kasih kepada sistem pengurusan bateri yang cekap. Bateri asid plumbum sering mengalami masalah ini, yang boleh menyebabkan kegagalan mencapai kapasiti penuh.

Dengan masa, ia menyebabkan sulfasi, yang boleh memotong jangka hayat mereka yang sudah singkat. Isu ini sering berlaku apabila bateri asid plumbum disimpan tanpa caj penuh. Bateri lithium boleh dikenakan pada selang pendek dan disimpan pada sebarang kapasiti di atas sifar tanpa sebarang masalah.

Keselamatan dan pengendalian

Bateri LIFEPO4 mempunyai kelebihan besar dalam tetapan perindustrian. Pertama, mereka mempunyai kestabilan terma yang hebat. Bateri ini boleh beroperasi pada suhu sehingga 131 ° F tanpa mengalami sebarang kerosakan. Bateri asid utama akan kehilangan sehingga 80% kitaran hidup mereka pada suhu yang sama.

Isu lain ialah berat bateri. Untuk kapasiti bateri yang sama, bateri asid plumbum berat lebih banyak. Oleh itu, mereka sering memerlukan peralatan tertentu dan masa pemasangan yang lebih lama, yang boleh membawa kepada kurang jam tangan yang dibelanjakan untuk pekerjaan.

Isu lain ialah keselamatan pekerja. Secara umum, bateri LIFEPO4 lebih selamat daripada bateri asid plumbum. Menurut garis panduan OSHA, bateri asid plumbum mesti disimpan di dalam bilik khas dengan peralatan yang direka untuk menghapuskan asap berbahaya. Itu memperkenalkan kos tambahan dan kerumitan ke dalam operasi perindustrian.

Kesimpulan

Bateri lithium-ion mempunyai kelebihan yang jelas dalam tetapan perindustrian dan untuk kenderaan elektrik berkelajuan rendah. Mereka bertahan lebih lama, akibatnya menjimatkan wang pengguna. Bateri ini juga merupakan penyelenggaraan sifar, yang sangat penting dalam suasana perindustrian di mana penjimatan kos adalah yang paling utama.