Батареяҳои литий-ион чистанд

Батареяҳои литий-ион як намуди маъмули химияи батарея мебошанд. Бартарии асосии ин батареяҳо дар он аст, ки онҳо барқгиранда мебошанд. Ба шарофати ин хусусият, онҳо дар аксари дастгоҳҳои истеъмолии имрӯза мавҷуданд, ки батареяро истифода мебаранд. Онҳоро дар телефонҳо, мошинҳои барқӣ ва аробаҳои голф бо батарея пайдо кардан мумкин аст.

Батареяҳои литий-ион чӣ гуна кор мекунанд?

Батареяҳои литий-ионӣ аз як ё якчанд ҳуҷайраҳои литий-ион иборатанд. Онҳо инчунин дорои як тахтаи муҳофизатӣ барои пешгирии пуркунии аз ҳад зиёд мебошанд. Ҳуҷайраҳоро батареяҳо меноманд, ки як бор дар корпус бо тахтаи муҳофизатӣ насб карда шудаанд.

Оё батареяҳои литий-ион ба батареяҳои литий монанданд?

Не. Батареяи литий ва батареяи литий-ион аз ҳам фарқ мекунанд. Фарқияти асосӣ дар он аст, ки охирин дубора барқгиранда мебошанд. Фарқияти дигари муҳим ин мӯҳлати нигоҳдорӣ мебошад. Батареяи литий метавонад то 12 сол истифода нашавад, дар ҳоле ки батареяҳои литий-ион мӯҳлати нигоҳдорӣ то 3 сол доранд.

Қисмҳои асосии батареяҳои литий-ион чистанд

Ҳуҷайраҳои литий-ион чор ҷузъи асосӣ доранд. Ҳастанд:

Анод

Анод имкон медиҳад, ки қувваи барқ аз батарея ба занҷири беруна гузарад. Он инчунин ҳангоми пур кардани батарея ионҳои литийро нигоҳ медорад.

катод

Катод он чизест, ки иқтидор ва шиддати ҳуҷайраро муайян мекунад. Он ҳангоми холӣ кардани батарея ионҳои литий истеҳсол мекунад.

Электролит

Электролит маводест, ки барои ҳаракати ионҳои литий дар байни катод ва анод ҳамчун канал хизмат мекунад. Он аз намакҳо, иловаҳо ва ҳалкунандаҳои гуногун иборат аст.

Ҷудокунанда

Қисми ниҳоии ҳуҷайраи литий-ион ҷудокунанда мебошад. Он ҳамчун монеаи ҷисмонӣ барои ҷудо нигоҳ доштани катод ва анод амал мекунад.

Батареяҳои литий-ионӣ тавассути интиқоли ионҳои литий аз катод ба анод ва баръакс тавассути электролит кор мекунанд. Вақте ки ионҳо ҳаракат мекунанд, онҳо электронҳои озодро дар анод фаъол карда, дар коллектори ҷараёни мусбат заряд ба вуҷуд меоранд. Ин электронҳо тавассути дастгоҳ, телефон ё аробаи голф ба коллектори манфӣ ворид мешаванд ва ба катод бармегарданд. Ҷараёни озоди электронҳо дар дохили батарея аз ҷониби сепаратор пешгирӣ карда, онҳоро ба сӯи контактҳо маҷбур мекунад.

Вақте ки шумо батареяи литий-ионро пур мекунед, катод ионҳои литийро озод мекунад ва онҳо ба сӯи анод ҳаракат мекунанд. Ҳангоми холӣ кардан ионҳои литий аз анод ба катод мегузаранд, ки ҷараёни ҷараёнро ба вуҷуд меорад.

Батареяҳои литий-ион кай ихтироъ карда шуданд?

Батареяҳои литий-ионӣ бори аввал дар солҳои 70-ум аз ҷониби кимиёгари англис Стэнли Уиттингем таҳия карда шуданд. Дар давоми таҷрибаҳои худ, олимон химияҳои гуногунро барои батареяе, ки метавонист худро дубора пур кунад, тафтиш карданд. Аввалин озмоиши ӯ дисульфиди титан ва литийро ҳамчун электродҳо дар бар гирифт. Бо вуҷуди ин, батареяҳо расиши кӯтоҳ ва таркиш мекунанд.

Дар солҳои 80-ум, олими дигар Ҷон Б. Гуденоф ин мушкилотро ба ӯҳда гирифт. Дере нагузашта, Акира Ёшино, кимиёгари ҷопонӣ, ба таҳқиқот дар бораи технология шурӯъ кард. Йошино ва Гуденоу исбот карданд, ки металли литий сабаби асосии таркишҳост.

Дар солҳои 90-ум, технологияи литий-ион ҷалб шуданро оғоз кард ва дар охири даҳсола зуд ба манбаи маъмули нерӯи барқ табдил ёфт. Он бори аввал буд, ки технология аз ҷониби Sony тиҷоратӣ карда шуд. Ин сабти бади бехатарии батареяҳои литий боиси рушди батареяҳои литий-ион гардид.

Дар ҳоле ки батареяҳои литий метавонанд зичии баландтари энергия дошта бошанд, онҳо ҳангоми пур кардан ва холӣ кардан бехатар нестанд. Аз тарафи дигар, батареяҳои литий-ион барои пур кардан ва холӣ кардан хеле бехатар мебошанд, вақте ки корбарон ба дастурҳои асосии бехатарӣ риоя мекунанд.

Беҳтарин химияи литий-ион чист?

Намудҳои зиёди химияи батареяҳои литий-ион мавҷуданд. Намудҳои тиҷоратӣ инҳоянд:

Титанати литий
Оксиди алюминийи литий никел кобальт
Оксиди кобальти литий никел марганец
Оксиди мангани литий (LMO)
Оксиди литий кобальт
Фосфати оҳани литий (LiFePO4)

Барои батареяҳои литий-ионӣ намудҳои зиёди химия мавҷуданд. Ҳар яке аз тарафҳои мусбат ва манфии худро дорад. Аммо, баъзеҳо танҳо барои ҳолатҳои истифодаи мушаххас мувофиқанд. Ҳамин тариқ, навъи интихобкардаи шумо аз эҳтиёҷоти нерӯи шумо, буҷа, таҳаммулпазирии бехатарӣ ва ҳолати мушаххаси истифода вобаста хоҳад буд.

Аммо, батареяҳои LiFePO4 варианти аз ҳама дастраси тиҷоратӣ мебошанд. Ин батареяҳо дорои электроди карбонии графитӣ мебошанд, ки ҳамчун анод ва фосфат ҳамчун катод хизмат мекунанд. Онҳо мӯҳлати тӯлонии давраи то 10,000 давра доранд.

Илова бар ин, онҳо устувории бузурги гармиро пешниҳод мекунанд ва метавонанд суръати кӯтоҳи талаботро бехатар идора кунанд. Батареяҳои LiFePO4 барои ҳадди ниҳоии гармии то 510 дараҷа Фаренгейт арзёбӣ шудаанд, ки баландтарин аз ҳама гуна батареяҳои литий-ионии тиҷорӣ дастрас аст.

Афзалиятҳои батареяҳои LiFePO4

Дар муқоиса бо кислотаи сурб ва дигар батареяҳои литий асосёфта, батареяҳои литий фосфати оҳан бартарии калон доранд. Онҳо самаранок барқ ва холӣ мекунанд, дарозтар давом мекунанд ва метавонанд амиқ шавандклбе аз даст додани иктидор. Ин бартариҳо маънои онро доранд, ки батареяҳо дар муқоиса бо дигар намудҳои батареяҳо дар тӯли умри худ хароҷоти зиёдро сарфа мекунанд. Дар зер бартариҳои мушаххаси ин батареяҳо дар мошинҳои камсуръат ва таҷҳизоти саноатӣ дида мешавад.

Батареяи LiFePO4 дар мошинҳои пастсуръат

Мошинҳои электрикии пастсуръат (LEVs) мошинҳои чорчарха мебошанд, ки вазни камтар аз 3000 фунт доранд. Онҳо аз батареяҳои барқӣ кор мекунанд, ки ин онҳоро интихоби маъмул барои аробаҳои голф ва дигар мақсадҳои фароғатӣ месозад.

Ҳангоми интихоби варианти батарея барои LEV-и худ, яке аз муҳимтарин нуктаҳо дарозумрӣ мебошад. Масалан, аробаҳои голф бо батарея бояд қудрати кофӣ дошта бошанд, то дар атрофи майдони 18 сӯрохи голф бидуни пуркунии барқ ҳаракат кунанд.

Боз як масъалаи муҳим ин ҷадвали нигоҳубин аст. Батареяи хуб набояд ба нигоҳубин ниёз дошта бошад, то лаззати ҳадди аксар аз фаъолияти оромонаи шуморо таъмин кунад.

Батарея инчунин бояд дар шароити гуногуни обу ҳаво кор кунад. Масалан, он бояд ба шумо имкон диҳад, ки ҳам дар гармии тобистон ва ҳам дар тирамоҳ ҳангоми паст шудани ҳарорат голф бозӣ кунед.

Батареяи хуб инчунин бояд бо системаи идоракунӣ таъмин карда шавад, ки он аз ҳад зиёд гарм нашавад ё хунук нашавад ва қобилияти онро паст кунад.

Яке аз беҳтарин брендҳо, ки ба ҳамаи ин шартҳои асосӣ, вале муҳим ҷавобгӯ аст, ROYPOW мебошад. Хатти батареяҳои литийии LiFePO4 барои ҳарорати аз 4 ° F то 131 ° F арзёбӣ шудааст. Батареяҳо бо системаи идоракунии батареяи дарунсохт омадаанд ва насб кардан хеле осон аст.

Барномаҳои саноатӣ барои батареяҳои литий-ион

Батареяҳои литий-ион як варианти маъмул дар барномаҳои саноатӣ мебошанд. Химияи маъмултарин батареяҳои LiFePO4 мебошанд. Баъзе аз таҷҳизоти маъмултарин барои истифодаи ин батареяҳо инҳоянд:

Мошинхои борбардори танг
Мошинҳои борбардори мутавозиншуда
3 мошини борбардор
Дастпӯшакҳои Walkie
Ронандагони ниҳоӣ ва марказӣ

Сабабҳои зиёд вуҷуд доранд, ки чаро батареяҳои литий-ион дар муҳити саноатӣ маъруфият пайдо мекунанд. Асосан инҳоянд:

Иқтидори баланд ва дарозумрӣ

Батареяҳои литий-ионӣ нисбат ба батареяҳои сурб-кислота зичии бештари энергия ва дарозумрӣ доранд. Онхо метавонанд сеяки вазнро баркашанд ва якхела махсулот диханд.

Давраи зиндагии онҳо бартарии дигари муҳим аст. Барои амалиёти саноатӣ ҳадаф аз он иборат аст, ки хароҷоти такрории кӯтоҳмуддат то ҳадди ақал нигоҳ дошта шавад. Бо батареяҳои литий-ион, батареяҳои борбардор метавонанд се маротиба дарозтар кор кунанд, ки ин боиси сарфаи хароҷот дар дарозмуддат мегардад.

Онҳо инчунин метавонанд дар умқи бештари разряди то 80% бе ягон таъсир ба иқтидори худ кор кунанд. Ин як бартарии дигар дар сарфаи вақт дорад. Барои иваз кардани батареяҳо ба амалиётҳо лозим нест, ки дар нимароҳ қатъ карда шаванд, ки ин метавонад боиси сарфаи ҳазорҳо соати одам дар тӯли як давраи кофӣ гардад.

Пуркунии баландсуръат

Бо батареяҳои саноатии сурб, вақти муқаррарии пуркунии барқ тақрибан ҳашт соат аст. Ин ба як сменаи 8-соата баробар аст, ки дар он батарея барои истифода дастнорас аст. Аз ин рӯ, менеҷер бояд ин бекористиро ҳисоб кунад ва батареяҳои иловагӣ харад.

Бо батареяҳои LiFePO4, ин мушкил нест. Мисоли хуб ин астБатареяҳои литийии ROYPOW саноатӣ LifePO4, ки назар ба аккумуляторхои кислотаи сурб чор маротиба тезтар заряд карда мешавад. Бартарии дигар ин қобилияти нигоҳ доштани самаранок дар вақти холӣ мебошад. Батареяҳои кислотаи сурб аксар вақт ҳангоми холӣ кардани онҳо дар иҷроиш қафо мемонанд.

Хатти ROYPOW батареяҳои саноатӣ низ ба шарофати системаи самараноки идоракунии батарея ягон мушкилоти хотира надорад. Батареяҳои кислотаи сурб аксар вақт аз ин мушкилот азоб мекашанд, ки метавонанд ба нокомӣ расидан ба иқтидори пурра оварда расонанд.

Бо гузашти вақт, он боиси сулфат мегардад, ки метавонад умри аллакай кӯтоҳи онҳоро ду маротиба кам кунад. Мушкилот аксар вақт вақте рух медиҳад, ки батареяҳои кислотаи сурб бе заряди пурра нигоҳ дошта мешаванд. Батареяҳои литий метавонанд дар фосилаҳои кӯтоҳ пур карда шаванд ва дар ҳама гуна иқтидор аз сифр бе ягон мушкилот нигоҳ дошта шаванд.

Бехатарӣ ва Муносибат

Батареяҳои LiFePO4 дар муҳити саноатӣ бартарии калон доранд. Якум, онҳо устувории бузурги гармӣ доранд. Ин батареяҳо метавонанд дар ҳарорати то 131°F бидуни осеб кор кунанд. Батареяҳои кислотаи сурб дар ҳарорати шабеҳ то 80% давраи ҳаёти худро аз даст медиҳанд.

Масъалаи дигар вазни батареяҳост. Барои иқтидори батареяи шабеҳ, батареяҳои кислотаи сурб вазнашон хеле зиёдтар аст. Аз ин рӯ, онҳо аксар вақт ба таҷҳизоти махсус ва вақти тӯлонии насб ниёз доранд, ки ин метавонад боиси кам шудани соатҳои корӣ дар кор гардад.

Масъалаи дигар бехатарии коргарон аст. Умуман, батареяҳои LiFePO4 нисбат ба батареяҳои сурбӣ бехатартаранд. Тибқи дастурҳои OSHA, батареяҳои кислотаи сурб бояд дар як ҳуҷраи махсус бо таҷҳизоте нигоҳ дошта шаванд, ки барои бартараф кардани дуди хатарнок пешбинӣ шудаанд. Ин ба амалиёти саноатӣ хароҷоти иловагӣ ва мураккабиро меорад.

Хулоса

Батареяҳои литий-ион дар муҳити саноатӣ ва барои мошинҳои электрикии пастсуръат бартарии равшан доранд. Онҳо дарозтар давом мекунанд ва дар натиҷа пули корбаронро сарфа мекунанд. Ин батареяҳо инчунин нигоҳдории сифр мебошанд, ки махсусан дар муҳити саноатӣ муҳим аст, ки сарфаи хароҷот муҳим аст.