Что такое литий -ионные батареи

Литий-ионные батареи являются популярным типом химии батареи. Основное преимущество, которое предлагают эти батареи, заключается в том, что они перезаряжаются. Из -за этой функции они встречаются сегодня в большинстве потребительских устройств, которые используют батарею. Их можно найти в телефонах, электромобилях и тележках для гольфа с батарейным питанием.

Как работают литий-ионные батареи?

Литий-ионные батареи состоят из одного или множественных литий-ионных клеток. Они также содержат защитную плату, чтобы предотвратить перезарядку. Ячейки называются батареями, когда -то установленными в корпусе с защитной платой.

Являются ли литий-ионные батареи такими же, как литиевые батареи?

Нет. Литийная батарея и литий-ионная батарея сильно различаются. Основное отличие заключается в том, что последнее перезаряжается. Еще одно важное отличие - срок годности. Литийная батарея может длиться до 12 лет, в то время как литий-ионные батареи имеют срок годности до 3 лет.

Каковы ключевые компоненты литий -ионных батарей

Литий-ионные клетки имеют четыре основных компонента. Это:

Анод

Анод позволяет электричеству перемещаться от батареи к внешней цепи. Он также хранит литий -ионы при зарядке батареи.

Катод

Катод - это то, что определяет емкость и напряжение ячейки. Он производит литий -ионы при сбросе аккумулятора.

Электролит

Электролит - это материал, который служит каналом для ионов лития для перемещения между катодом и анодом. Он состоит из солей, добавок и различных растворителей.

Сепаратор

Последняя часть в литий-ионной ячейке-это сепаратор. Это действует как физический барьер, чтобы поддерживать катод и анод.

Литий-ионные батареи работают, перемещая ионы лития из катода в анод и наоборот через электролит. По мере продвижения ионов они активируют свободные электроны в аноде, создавая заряд в коллекторе положительного тока. Эти электроны протекают через устройство, телефон или тележку для гольфа, к отрицательному коллекционеру и обратно в катод. Свободный поток электронов внутри аккумулятора предотвращается сепаратором, заставляя их к контактам.

Когда вы зарядите литий-ионную батарею, катод выпустит литий-ионы, и они движутся в сторону анода. При разряде ионы лития перемещаются от анода к катоду, который генерирует поток тока.

Когда изобретены литий-ионные батареи?

Литий-ионные батареи были впервые задуманы в 70-х годах английским химиком Стэнли Уиттингем. Во время его экспериментов ученые исследовали различные химические данные для батареи, которая может перезарядиться. Его первое испытание включало дисульфид и литий титана в качестве электродов. Тем не менее, батареи будут коротким замыканием и взорваться.

В 80 -х годах другой ученый, Джон Б. Гуденоу, принял вызов. Вскоре после этого Акира Йошино, японский химик, начала исследование технологии. Йошино и Goodenough доказали, что литий -метал был основной причиной взрывов.

В 90-х годах литий-ионная технология начала набирать обороты, быстро став популярным источником энергии к концу десятилетия. Он отметил первый раз, когда технология была коммерциализирована Sony. Эта плохая запись безопасности литийных аккумуляторов вызвала разработку литий-ионных батарей.

В то время как литийные батареи могут удерживать более высокую плотность энергии, они небезопасны во время зарядки и сброса. С другой стороны, литий-ионные батареи довольно безопасны для зарядки и сброса, когда пользователи придерживаются основных руководящих принципов безопасности.

Какова лучшая химия литий -ионов?

Существует многочисленные типы химических исследований литий-ионных аккумуляторов. Коммерчески доступные:

Литий титанат
Литий -никель -кобальт оксид алюминия
Литий никель марганец оксид кобальта
Оксид лития марганца (LMO)
Литий -оксид кобальта
Литий -железо фосфат (LifePo4)

Существует множество типов химии для литий-ионных батарей. У каждого есть свои подходы и недостатки. Однако некоторые подходят только для конкретных вариантов использования. Таким образом, тип, который вы выбираете, будет зависеть от ваших потребностей в силе, бюджета, допуска безопасности и конкретного случая использования.

Тем не менее, батареи LIFEPO4 являются наиболее коммерчески доступным вариантом. Эти батареи содержат графитный углеродный электрод, который служит анодом, а фосфат в качестве катода. У них длинный велосипедный срок службы до 10000 циклов.

Кроме того, они предлагают большую тепловую стабильность и могут безопасно обрабатывать короткие скачки спроса. Батареи LIFEPO4 рассчитаны на термический сбежавший порог до 510 градусов по Фаренгейту, самый высокий из всех коммерчески доступных литий-ионных аккумуляторных аккумуляторов.

Преимущества батарей LifePo4

По сравнению с свинцовыми и другими батареями на основе лития, литиевые фосфатные батареи имеют огромное преимущество. Они заряжаются и снимают эффективно, длится дольше и могут глубокоКЛАбез потери мощностей. Эти преимущества означают, что батареи обеспечивают огромную экономию средств в течение своего срока службы по сравнению с другими типами аккумуляторов. Ниже приведен взгляд на конкретные преимущества этих батарей в низкоскоростных электромобилях и промышленном оборудовании.

Батарея LifePo4 в низкоскоростных транспортных средствах

Низкоскоростные электромобили (LEV) представляют собой четырехколесные транспортные средства, которые весят менее 3000 фунтов. Они оснащены электрическими батареями, что делает их популярным выбором для гольф -тележек и других развлекательных целей.

При выборе опции батареи для вашего LEV одним из наиболее важных соображений является долговечность. Например, гольф-тележки с батарейным питанием должны иметь достаточно мощности, чтобы проехать по поле для гольфа на 18 лунок, не перезаряжаясь.

Еще одним важным соображением является график обслуживания. Хорошая батарея должна не потребовать технического обслуживания, чтобы обеспечить максимальное удовольствие от вашей неторопливой активности.

Батарея также должна иметь возможность работать в различных погодных условиях. Например, это должно позволить вам играть в гольф как в летнем жаре, так и осенью, когда температура падает.

Хорошая батарея должна также поставляться с системой управления, которая гарантирует, что она не перегревает и не слишком сильно охлаждает, снижая его емкость.

Одним из лучших брендов, который соответствует всем этим основным, но важным условиям, является Roypow. Их линия лития LifePo4 рассчитана на температуру от 4 ° F до 131 ° F. Батареи поставляются с встроенной системой управления аккумуляторами и чрезвычайно просты в установке.

Промышленные применения для литий -ионных батарей

Литий-ионные батареи являются популярным вариантом в промышленных применениях. Наиболее распространенной химией является батареи LifePO4. Некоторые из наиболее распространенных оборудования для использования этих батарей:

Узкие проходы вилочные погрузчики
Уравновешенные вилочные погрузчики
3 колесные погрузчики
Укладысы
Конец и центральные гонщики

Есть много причин, по которым литий -ионные аккумуляторы растут в популярности в промышленных условиях. Основные из них:

Высокая способность и долголетие

Литий-ионные батареи имеют большую плотность энергии и долговечность по сравнению с свинцово-кислой батареями. Они могут весить треть веса и доставить ту же выход.

Их жизненный цикл является еще одним важным преимуществом. Для промышленной деятельности цель состоит в том, чтобы свести к минимуму краткосрочные повторяющиеся затраты. Благодаря литий-ионным аккумуляторам вилочные батареи могут длиться три раза, что приводит к огромной экономии средств в долгосрочной перспективе.

Они также могут работать на большей глубине разряда до 80% без какого -либо влияния на их емкость. Это имеет еще одно преимущество в экономии времени. Операции не должны останавливаться на полпути, чтобы поменять батареи, что может привести к тому, что тысячи человеко-часов спасены в течение достаточно большого периода.

Высокоскоростная зарядка

С промышленными батареями свинцовой кислоты нормальное время зарядки составляет около восьми часов. Это приравнивается к целой 8-часовой сдвиге, где батарея недоступна для использования. Следовательно, менеджер должен учитывать это время простоя и приобрести дополнительные батареи.

С батареями LifePo4 это не проблема. Хорошим примером являетсяRoypow Industrial LifePo4 лития батарейки, которые заряжаются в четыре раза быстрее, чем свинцовые аккумуляторы. Еще одним преимуществом является способность оставаться эффективной во время выписки. Ведущие кислотные аккумуляторы часто страдают задержкой в производительности, когда они разряжаются.

Линия промышленных батарей Roypow также не имеет проблем с памятью, благодаря эффективной системе управления батарей. Ведущие кислотные батареи часто страдают от этой проблемы, что может привести к неспособности достичь полной мощности.

Со временем это вызывает сульфатирование, которое может сократить их уже короткую продолжительность жизни пополам. Проблема часто возникает, когда свинцовые кислотные батареи хранятся без полного заряда. Литиевые батареи могут быть заряжены через короткие промежутки времени и храниться в любой емкости выше нуля без каких -либо проблем.

Безопасность и обработка

Батареи LIFEPO4 имеют огромное преимущество в промышленных условиях. Во -первых, они обладают большой тепловой стабильностью. Эти батареи могут работать при температуре до 131 ° F, не получив никакого повреждения. Ведущие кислотные батареи потеряют до 80% своего жизненного цикла при аналогичной температуре.

Другая проблема - вес батарей. Для аналогичной емкости батареи свинцовые кислотные батареи весят значительно больше. Таким образом, они часто нуждаются в конкретном оборудовании и более длительном времени установки, что может привести к меньшему количеству человеко-часов, потраченных на работу.

Другая проблема - безопасность работников. В целом, батареи LifePO4 безопаснее, чем свинцовые батареи. Согласно рекомендациям OSHA, свинцовые кислотные батареи должны храниться в специальной комнате с оборудованием, предназначенным для устранения опасных паров. Это вводит дополнительные затраты и сложность в промышленную деятельность.

Заключение

Литий-ионные батареи имеют четкое преимущество в промышленных условиях и для низкоскоростных электромобилей. Они длится дольше, следовательно, экономя деньги пользователей. Эти батареи также имеют нулевое обслуживание, что особенно важно в промышленных условиях, где экономия затрат имеет первостепенное значение.