Wat zijn lithium -ionbatterijen

Lithium-ionbatterijen zijn een populair type batterijchemie. Een groot voordeel dat deze batterijen bieden, is dat ze oplaadbaar zijn. Vanwege deze functie worden ze tegenwoordig in de meeste consumentenapparaten gevonden die een batterij gebruiken. Ze zijn te vinden in telefoons, elektrische voertuigen en golfkarren op batterijen.

Hoe werken lithium-ionbatterijen?

Lithium-ionbatterijen bestaan uit een of meerdere lithium-ioncellen. Ze bevatten ook een beschermende printplaat om overladen te voorkomen. De cellen worden batterijen genoemd, eenmaal geïnstalleerd in een behuizing met een beschermende printplaat.

Zijn lithium-ionbatterijen hetzelfde als lithiumbatterijen?

Nee. Een lithiumbatterij en een lithium-ionbatterij zijn enorm verschillend. Het belangrijkste verschil is dat de laatste oplaadbaar is. Een ander groot verschil is de houdbaarheid. Een lithiumbatterij kan tot 12 jaar ongebruikt duren, terwijl lithium-ionbatterijen een houdbaarheid van maximaal 3 jaar hebben.

Wat zijn de belangrijkste componenten van lithium -ionbatterijen

Lithium-ioncellen hebben vier hoofdcomponenten. Dit zijn:

Anode

Met de anode kan elektriciteit van de batterij naar een extern circuit gaan. Het slaat ook lithiumionen op bij het opladen van de batterij.

Kathode

De kathode is wat de capaciteit en spanning van de cel bepaalt. Het produceert lithiumionen bij het ontladen van de batterij.

Elektrolyt

De elektrolyt is een materiaal, dat dient als een leiding voor lithiumionen om tussen de kathode en anode te bewegen. Het bestaat uit zouten, additieven en verschillende oplosmiddelen.

De separator

Het laatste stuk in een lithium-ioncel is de separator. Het fungeert als een fysieke barrière om de kathode en anode uit elkaar te houden.

Lithium-ionbatterijen werken door lithiumionen van de kathode naar de anode te verplaatsen en vice versa via de elektrolyt. Terwijl de ionen bewegen, activeren ze vrije elektronen in de anode, waardoor een lading ontstaat bij de positieve stroomverzamelaar. Deze elektronen stromen door het apparaat, een telefoon of golfkar, naar de negatieve verzamelaar en terug in de kathode. De vrije stroom van elektronen in de batterij wordt voorkomen door de separator, waardoor ze naar de contacten worden gedwongen.

Wanneer u een lithium-ionbatterij oplaadt, zal de kathode lithiumionen vrijgeven en gaan ze naar de anode. Bij het ontladen gaan lithiumionen van de anode naar de kathode, die een stroom van stroom genereert.

Wanneer werden lithium-ionbatterijen uitgevonden?

Lithium-ionbatterijen werden voor het eerst bedacht in de jaren 70 door de Engelse chemicus Stanley Whittingham. Tijdens zijn experimenten onderzochten de wetenschappers verschillende chemie voor een batterij die zichzelf kon opladen. Zijn eerste proef omvatte titanium disulfide en lithium als de elektroden. De batterijen zouden echter kortsluiting en exploderen.

In de jaren 80 ging een andere wetenschapper, John B. Goodenough, de uitdaging aan. Kort daarna begon Akira Yoshino, een Japanse chemicus, onderzoek naar de technologie. Yoshino en Goodenough bewezen dat lithiummetaal de belangrijkste oorzaak was van explosies.

In de jaren 90 begon de lithium-iontechnologie aan het einde van het decennium snel een populaire stroombron te krijgen. Het markeerde de eerste keer dat de technologie werd gecommercialiseerd door Sony. Dat slechte veiligheidsrecord van lithiumbatterijen leidde tot de ontwikkeling van lithium-ionbatterijen.

Hoewel lithiumbatterijen een hogere energiedichtheid kunnen bevatten, zijn ze onveilig tijdens het opladen en ontladen. Aan de andere kant zijn lithium-ionbatterijen vrij veilig om op te laden en ontladen wanneer gebruikers zich houden aan basisveiligheidsrichtlijnen.

Wat is de beste lithium -ionchemie?

Er zijn tal van soorten lithium-ionbatterijchemie. De commercieel beschikbare zijn:

Lithium titanaat
Lithium nikkel kobaltaluminiumoxide
Lithium nikkel mangaan kobaltoxide
Lithium Manganese Oxide (LMO)
Lithium kobaltoxide
Lithium -ijzerfosfaat (LifePo4)

Er zijn tal van soorten chemie voor lithium-ionbatterijen. Ieder heeft zijn voordelen en nadelen. Sommige zijn echter alleen geschikt voor specifieke use cases. Als zodanig is het type dat u kiest, afhankelijk van uw vermogensbehoeften, budget, veiligheidstolerantie en specifieke use case.

LIFEPO4 -batterijen zijn echter de meest commercieel beschikbare optie. Deze batterijen bevatten een grafiet -koolstofelektrode, die dient als de anode en fosfaat als de kathode. Ze hebben een lange levensduur van maximaal 10.000 cycli.

Bovendien bieden ze een grote thermische stabiliteit en kunnen ze de vraag naar korte pieken veilig aan. LIFEPO4-batterijen worden beoordeeld voor een thermische weggelopen drempel van maximaal 510 graden Fahrenheit, de hoogste van elk commercieel verkrijgbaar lithium-ionbatterijtype.

Voordelen van LifePo4 -batterijen

Vergeleken met loodzuur en andere batterijen op lithium, hebben lithiumijzerfosfaatbatterijen een enorm voordeel. Ze laden en ontladen efficiënt, gaan langer mee en kunnen diepe cyCLEzonder capaciteit te verliezen. Deze voordelen betekenen dat de batterijen tijdens hun leven enorme kostenbesparingen bieden in vergelijking met andere batterijtypen. Hieronder is een blik op de specifieke voordelen van deze batterijen in voertuigen met lage snelheid en industriële apparatuur.

LifePo4-batterij in voertuigen met lage snelheid

Low-speed elektrische voertuigen (Levs) zijn vierwielige voertuigen die minder dan 3000 pond wegen. Ze worden aangedreven door elektrische batterijen, waardoor ze een populaire keuze zijn voor golfkarren en ander recreatief gebruik.

Bij het kiezen van de batterijoptie voor uw LEV is een van de belangrijkste overwegingen een lange levensduur. Bijvoorbeeld, golfkarren op batterijen moeten voldoende vermogen hebben om door een 18-holes golfbaan te rijden zonder op te laden.

Een andere belangrijke overweging is het onderhoudsschema. Een goede batterij mag geen onderhoud vereisen om te zorgen voor een maximaal genot van uw ontspannen activiteit.

De batterij moet ook in verschillende weersomstandigheden kunnen werken. Het zou je bijvoorbeeld in staat moeten stellen om zowel te golfen in de zomerhitte als in de herfst wanneer de temperaturen dalen.

Een goede batterij moet ook worden geleverd met een besturingssysteem dat ervoor zorgt dat het niet te veel oververhit raakt of koelt, waardoor zijn capaciteit wordt aangetast.

Een van de beste merken die voldoet aan al deze fundamentele maar belangrijke voorwaarden is Roypow. Hun lijn van LifePo4 -lithiumbatterijen worden beoordeeld voor temperaturen van 4 ° F tot 131 ° F. De batterijen worden geleverd met een ingebouwd batterijbeheersysteem en zijn uiterst eenvoudig te installeren.

Industriële toepassingen voor lithiumionbatterijen

Lithium-ionbatterijen zijn een populaire optie in industriële toepassingen. De meest gebruikte chemie is LIFEPO4 -batterijen. Sommige van de meest voorkomende apparatuur om deze batterijen te gebruiken zijn:

Smalle gangpad vorkheftrucks
Compensanced vorkheftrucks
3 wiel vorkheftrucks
Walkie Stackers
Eind- en middenrijders

Er zijn veel redenen waarom lithium -ionbatterijen in industriële omgevingen in industriële omgevingen groeien. De belangrijkste zijn:

Hoge capaciteit en levensduur

Lithium-ionbatterijen hebben een grotere energiedichtheid en levensduur in vergelijking met loodzuurbatterijen. Ze kunnen een derde van het gewicht wegen en dezelfde output leveren.

Hun levenscyclus is een ander groot voordeel. Voor een industriële operatie is het doel om de kortetermijnkosten tot een minimum te beperken. Met lithium-ionbatterijen kunnen vorkheftruckbatterijen drie keer zo lang duren, wat leidt tot enorme kostenbesparingen op de lange termijn.

Ze kunnen ook werken op een grotere diepte van ontslag tot 80% zonder enige impact op hun capaciteit. Dat heeft nog een voordeel in tijdsbesparingen. De bewerkingen hoeven niet te stoppen om batterijen uit te ruilen, wat kan leiden tot duizenden manuren die gedurende een periode van voldoende groot zijn gered.

Snelle oplaad

Met industriële loodzuurbatterijen is de normale laadtijd ongeveer acht uur. Dat komt neer op een volledige verschuiving van 8 uur waar de batterij niet beschikbaar is voor gebruik. Bijgevolg moet een manager rekening houden met deze downtime en extra batterijen kopen.

Met LifePo4 -batterijen is dat geen uitdaging. Een goed voorbeeld is deRoypow Industrial LifePo4 lithiumbatterijen, die vier keer sneller opladen dan loodzuurbatterijen. Een ander voordeel is het vermogen om efficiënt te blijven tijdens ontslag. Loodzuurbatterijen lijden vaak een vertraging in de prestaties tijdens het ontladen.

De Roypow -lijn van industriële batterijen heeft ook geen geheugenproblemen, dankzij een efficiënt batterijbeheersysteem. Loodzuurbatterijen lijden vaak aan dit probleem, wat kan leiden tot het niet bereiken van volledige capaciteit.

Na verloop van tijd veroorzaakt het sulfatie, die hun reeds korte levensduur in twee kan verminderen. Het probleem treedt vaak op wanneer loodzuurbatterijen zonder volledige lading worden opgeslagen. Lithiumbatterijen kunnen met korte tussenpozen worden opgeladen en zonder problemen op elke hoedanigheid boven nul worden opgeslagen.

Veiligheid en handling

LIFEPO4 -batterijen hebben een enorm voordeel in industriële omgevingen. Ten eerste hebben ze een grote thermische stabiliteit. Deze batterijen kunnen in temperaturen werken tot 131 ° F zonder schade te lijden. Loodzuurbatterijen zouden tot 80% van hun levenscyclus verliezen bij een vergelijkbare temperatuur.

Een ander probleem is het gewicht van de batterijen. Voor een vergelijkbare batterijcapaciteit wegen loodzuurbatterijen aanzienlijk meer. Als zodanig hebben ze vaak specifieke apparatuur en langere installatietijd nodig, wat kan leiden tot minder manuren die aan het werk worden besteed.

Een ander probleem is de veiligheid van werknemers. Over het algemeen zijn LIFEPO4-batterijen veiliger dan loodzuurbatterijen. Volgens OSHA -richtlijnen moeten loodzuurbatterijen worden opgeslagen in een speciale kamer met apparatuur die is ontworpen om gevaarlijke dampen te elimineren. Dat introduceert een extra kosten en complexiteit in een industriële operatie.

Conclusie

Lithium-ionbatterijen hebben een duidelijk voordeel in industriële omgevingen en voor elektrische voertuigen met lage snelheid. Ze gaan langer mee en besparen gebruikers geld. Deze batterijen zijn ook nul onderhoud, wat vooral belangrijk is in een industriële setting waar kostenbesparing voorop staat.