X'inhuma l-batteriji tal-joni tal-litju

Il-batteriji tal-jone tal-litju huma tip popolari ta 'kimika tal-batterija. Vantaġġ ewlieni li joffru dawn il-batteriji huwa li huma rikarikabbli. Minħabba din il-karatteristika, illum jinsabu fil-biċċa l-kbira tal-apparati tal-konsumatur li jużaw batterija. Jistgħu jinstabu fit-telefowns, vetturi elettriċi, u karretti tal-golf li jaħdmu bil-batterija.

Kif jaħdmu l-batteriji tal-jone tal-litju?

Batteriji tal-jone tal-litju huma magħmula minn ċelloli tal-jone tal-litju waħda jew multipli. Fihom ukoll bord ta 'ċirkwit protettiv biex jipprevjeni l-iċċarġjar żejjed. Iċ-ċelloli jissejħu batteriji ladarba jiġu installati f'qoxra b'ċirkwit protettiv.

Il-batteriji tal-jone tal-litju huma l-istess bħall-batteriji tal-litju?

Le. Batterija tal-litju u batterija tal-jone tal-litju huma differenti ħafna. Id-differenza ewlenija hija li dawn tal-aħħar jistgħu jiġu rikarikabbli. Differenza ewlenija oħra hija l-ħajja fuq l-ixkaffa. Batterija tal-litju tista 'ddum sa 12-il sena mhux użata, filwaqt li l-batteriji tal-jone tal-litju għandhom ħajja fuq l-ixkaffa sa 3 snin.

X'inhuma l-komponenti ewlenin tal-batteriji tal-joni tal-litju

Iċ-ċelloli tal-jone tal-litju għandhom erba 'komponenti ewlenin. Dawn huma:

Anodu

L-anodu jippermetti li l-elettriku jimxi mill-batterija għal ċirkwit estern. Huwa jaħżen ukoll joni tal-litju meta jiċċarġjaw il-batterija.

Katodu

Il-katodu huwa dak li jiddetermina l-kapaċità u l-vultaġġ taċ-ċellula. Jipproduċi joni tal-litju meta jarmu l-batterija.

Elettrolit

L-elettrolit huwa materjal, li jservi bħala kondjuwit għall-joni tal-litju biex jimxu bejn il-katodu u l-anodu. Huwa magħmul minn mluħa, addittivi, u solventi varji.

Is-separatur

L-aħħar biċċa f'ċellula tal-jone tal-litju hija s-separatur. Taġixxi bħala barriera fiżika biex iżżomm il-katodu u l-anodu.

Il-batteriji tal-jone tal-litju jaħdmu billi jiċċaqilqu joni tal-litju mill-katodu għall-anodu u viċi versa permezz tal-elettrolit. Hekk kif l-joni jiċċaqalqu, huma jattivaw elettroni ħielsa fl-anodu, u joħolqu ħlas fil-kollettur tal-kurrent pożittiv. Dawn l-elettroni jgħaddu mill-apparat, telefon jew karrettun tal-golf, lejn il-kollettur negattiv u lura fil-katodu. Il-fluss ħieles ta 'elettroni ġewwa l-batterija huwa evitat mis-separatur, u jisforzahom lejn il-kuntatti.

Meta tiċċarġja batterija tal-jone tal-litju, il-katodu jirrilaxxa joni tal-litju, u jimxu lejn l-anodu. Meta jitfa ', il-joni tal-litju jimxu mill-anodu għall-katodu, li jiġġenera fluss ta' kurrent.

Meta ġew ivvintati l-batteriji tal-jone tal-litju?

Il-batteriji tal-jone tal-litju ġew maħsuba l-ewwel fis-snin 70 mill-ispiżjar Ingliż Stanley Whittingham. Matul l-esperimenti tiegħu, ix-xjentisti investigaw diversi kimiċi għal batterija li tista 'terġa' tiċċarġja ruħha. L-ewwel prova tiegħu kienet tinvolvi disulfid tat-titanju u litju bħala l-elettrodi. Madankollu, il-batteriji għandhom ċirkwit qasir u jisplodu.

Fis-snin 80, xjenzat ieħor, John B. Goodenough, ħa l-isfida. Ftit wara, Akira Yoshino, spiżjar Ġappuniż, beda r-riċerka fit-teknoloġija. Yoshino u Goodenough wrew li l-metall tal-litju kien il-kawża ewlenija ta 'splużjonijiet.

Fis-snin 90, it-teknoloġija tal-jone tal-litju bdiet tikseb trazzjoni, malajr saret sors ta 'enerġija popolari sa tmiem id-deċennju. Huwa mmarkat l-ewwel darba li t-teknoloġija ġiet kummerċjalizzata minn Sony. Dak ir-rekord ta 'sigurtà fqir tal-batteriji tal-litju ġiegħel l-iżvilupp ta' batteriji tal-jone tal-litju.

Filwaqt li l-batteriji tal-litju jistgħu jżommu densità ta 'enerġija ogħla, mhumiex siguri waqt l-iċċarġjar u l-iskarikar. Min-naħa l-oħra, il-batteriji tal-jone tal-litju huma pjuttost sikuri biex jiċċarġjaw u jeħilsu meta l-utenti jaderixxu mal-linji gwida bażiċi tas-sigurtà.

X'inhi l-aħjar kimika tal-joni tal-litju?

Hemm bosta tipi ta 'kimiċi tal-batteriji tal-jone tal-litju. Dawk disponibbli kummerċjalment huma:

Lithium Titanate
Ossidu tal-aluminju tal-kobalt tan-nikil tal-litju
Lithium Nickel Manganiż Ossidu tal-Kobalt
Ossidu tal-manganiż tal-litju (LMO)
Ossidu tal-kobalt tal-litju
Fosfat tal-Ħadid tal-Litju (LifePO4)

Hemm bosta tipi ta 'kimiċi għall-batteriji tal-jone tal-litju. Kull wieħed għandu l-upside u l-effetti negattivi tiegħu. Madankollu, xi wħud huma adattati biss għal każijiet ta 'użu speċifiċi. Bħala tali, it-tip li tagħżel jiddependi fuq il-bżonnijiet tal-enerġija tiegħek, il-baġit, it-tolleranza tas-sigurtà, u l-każ ta 'użu speċifiku.

Madankollu, il-batteriji LifePO4 huma l-iktar għażla disponibbli kummerċjalment. Dawn il-batteriji fihom elettrodu tal-karbonju tal-grafita, li jservi bħala l-anodu, u l-fosfat bħala l-katodu. Huma għandhom ħajja ta 'ċiklu twil sa 10,000 ċiklu.

Barra minn hekk, huma joffru stabbiltà termali kbira u jistgħu jimmaniġġjaw żidiet qosra fid-domanda. Il-batteriji LifePO4 huma kklassifikati għal limitu ta 'runaway termali sa 510 gradi Fahrenheit, l-ogħla minn kwalunkwe tip ta' batterija tal-jone tal-litju disponibbli kummerċjalment.

Vantaġġi ta 'batteriji lifepo4

Meta mqabbel ma 'l-aċidu taċ-ċomb u batteriji oħra bbażati fuq il-litju, il-batteriji tal-fosfat tal-ħadid tal-litju għandhom vantaġġ kbir. Huma jiċċarġjaw u jeħilsu b'mod effiċjenti, idumu aktar, u jistgħu fil-fond cyclemingħajr ma titlef il-kapaċità. Dawn il-vantaġġi jfissru li l-batteriji joffru ffrankar ta 'spejjeż kbar matul ħajjithom meta mqabbla ma' tipi oħra ta 'batteriji. Hawn taħt hawn ħarsa lejn il-vantaġġi speċifiċi ta 'dawn il-batteriji f'vetturi ta' enerġija b'veloċità baxxa u tagħmir industrijali.

Batterija LifePO4 f'vetturi ta 'veloċità baxxa

Vetturi elettriċi b'veloċità baxxa (LEVs) huma vetturi b'erba 'roti li jiżnu inqas minn 3000 libbra. Huma mħaddma minn batteriji elettriċi, u dan jagħmilhom għażla popolari għal karretti tal-golf u użi oħra rikreattivi.

Meta tagħżel l-għażla tal-batterija għall-LEV tiegħek, waħda mill-aktar kunsiderazzjonijiet importanti hija l-lonġevità. Pereżempju, karretti tal-golf li jaħdmu bil-batterija għandu jkollhom biżżejjed saħħa biex isuqu madwar korsa tal-golf ta '18 -il toqba mingħajr ma jkollhom jiċċarġjaw mill-ġdid.

Konsiderazzjoni importanti oħra hija l-iskeda tal-manutenzjoni. Batterija tajba m'għandha teħtieġ l-ebda manutenzjoni biex tiżgura t-tgawdija massima tal-attività komda tiegħek.

Il-batterija għandha wkoll tkun tista 'topera f'kundizzjonijiet ta' temp varjati. Pereżempju, għandu jippermettilek li l-golf kemm fis-sħana tas-sajf kif ukoll fil-ħarifa meta t-temperaturi jonqsu.

Batterija tajba għandha tiġi wkoll b'sistema ta 'kontroll li tiżgura li ma tisħon iżżejjed jew tkessaħ wisq, tiddegrada l-kapaċità tagħha.

Waħda mill-aqwa marki li tissodisfa dawn il-kundizzjonijiet bażiċi imma importanti kollha hija Roypow. Il-linja tagħhom ta 'batteriji tal-litju LifePO4 huma kklassifikati għal temperaturi ta' 4 ° F sa 131 ° F. Il-batteriji jiġu b'sistema ta 'ġestjoni tal-batteriji mibnija u huma estremament faċli biex jiġu installati.

Applikazzjonijiet industrijali għal batteriji tal-joni tal-litju

Il-batteriji tal-jone tal-litju huma għażla popolari f'applikazzjonijiet industrijali. L-iktar kimika komuni użata hija l-batteriji LifePO4. Uħud mill-aktar tagħmir komuni biex tuża dawn il-batteriji huma:

Forklifts dojoq tal-navi
Forklifts kontrobilanċjati
Forklifts ta '3 roti
Stackers Walkie
Rikkieba tat-Tmiem u ċ-Ċentru

Hemm bosta raġunijiet għaliex il-batteriji tal-joni tal-litju qed jikbru fil-popolarità f'ambjenti industrijali. Dawk ewlenin huma:

Kapaċità għolja u lonġevità

Il-batteriji tal-jone tal-litju għandhom densità u lonġevità akbar tal-enerġija meta mqabbla ma 'batteriji taċ-ċomb-aċidu. Jistgħu jiżnu terz tal-piż u jwasslu l-istess produzzjoni.

Iċ-ċiklu tal-ħajja tagħhom huwa vantaġġ ewlieni ieħor. Għal operazzjoni industrijali, l-għan huwa li żżomm spejjeż rikurrenti għal żmien qasir għal minimu. Bil-batteriji tal-jone tal-litju, il-batteriji tal-forklift jistgħu jdumu tliet darbiet sakemm iwasslu għal iffrankar ta 'spejjeż kbar fit-tul.

Jistgħu joperaw ukoll f'fond akbar ta 'kwittanza sa 80% mingħajr l-ebda impatt fuq il-kapaċità tagħhom. Dak għandu vantaġġ ieħor fl-iffrankar tal-ħin. L-operazzjonijiet m'għandhomx għalfejn jieqfu fin-nofs biex ibiddlu l-batteriji, li jistgħu jwasslu għal eluf ta 'sigħat tal-bniedem iffrankati fuq perjodu kbir biżżejjed.

Iċċarġjar b'veloċità għolja

Bil-batteriji industrijali taċ-ċomb-aċidu, il-ħin normali tal-iċċarġjar huwa ta 'madwar tmien sigħat. Dan huwa ekwivalenti għal bidla sħiħa ta '8 sigħat fejn il-batterija ma tkunx disponibbli għall-użu. Konsegwentement, maniġer għandu jagħti rendikont għal dan il-ħin ta 'waqfien u jixtri batteriji żejda.

Bil-batteriji LifePO4, dik mhix sfida. Eżempju tajjeb huwaRoypow Industrial LifePO4 Batteriji tal-Lithium, li jiċċarġjaw erba 'darbiet aktar malajr mill-batteriji tal-aċidu taċ-ċomb. Benefiċċju ieħor huwa l-abbiltà li tibqa 'effiċjenti waqt il-kwittanza. Il-batteriji tal-aċidu taċ-ċomb spiss isofru dewmien fil-prestazzjoni hekk kif jitneħħew.

Il-linja Roypow ta 'batteriji industrijali m'għandha wkoll problemi ta' memorja, grazzi għal sistema effiċjenti ta 'ġestjoni tal-batteriji. Il-batteriji tal-aċidu taċ-ċomb spiss isofru minn din il-kwistjoni, li tista 'twassal għal nuqqas li tintlaħaq il-kapaċità sħiħa.

Biż-żmien, tikkawża sulfazzjoni, li tista 'tnaqqas il-ħajja diġà qasira tagħhom bin-nofs. Il-kwistjoni ta 'spiss isseħħ meta l-batteriji tal-aċidu taċ-ċomb jinħażnu mingħajr ħlas sħiħ. Il-batteriji tal-litju jistgħu jiġu ċċarġjati f'intervalli qosra u maħżuna fi kwalunkwe kapaċità 'l fuq minn żero mingħajr problemi.

Sigurtà u immaniġġjar

Il-batteriji LifePO4 għandhom vantaġġ kbir fl-issettjar industrijali. L-ewwel, huma għandhom stabbiltà termali kbira. Dawn il-batteriji jistgħu joperaw f'temperaturi sa 131 ° F mingħajr ma jsofru ħsara. Il-batteriji tal-aċidu taċ-ċomb jitilfu sa 80% taċ-ċiklu tal-ħajja tagħhom f'temperatura simili.

Kwistjoni oħra hija l-piż tal-batteriji. Għal kapaċità ta 'batterija simili, il-batteriji tal-aċidu taċ-ċomb jiżnu b'mod sinifikanti aktar. Bħala tali, ħafna drabi jkollhom bżonn tagħmir speċifiku u ħin ta 'installazzjoni itwal, li jista' jwassal għal inqas sigħat tal-bniedem imqatta 'fuq ix-xogħol.

Kwistjoni oħra hija s-sigurtà tal-ħaddiema. B'mod ġenerali, il-batteriji LifePO4 huma aktar sikuri minn batteriji taċ-ċomb-aċidu. Skond il-linji gwida tal-OSHA, il-batteriji tal-aċidu taċ-ċomb għandhom jinħażnu f'kamra speċjali b'tagħmir iddisinjat biex jelimina d-dħaħen perikolużi. Dan jintroduċi spiża u kumplessità żejda f'operazzjoni industrijali.

Konklużjoni

Il-batteriji tal-jone tal-litju għandhom vantaġġ ċar f'ambjenti industrijali u għal vetturi elettriċi b'veloċità baxxa. Huma jdumu aktar, konsegwentement jiffrankaw il-flus tal-utenti. Dawn il-batteriji huma wkoll manutenzjoni żero, li hija partikolarment importanti f'ambjent industrijali fejn l-iffrankar tal-ispejjeż huwa tal-akbar importanza.