แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคืออะไร

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นเคมีแบตเตอรี่ประเภทยอดนิยม ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่แบตเตอรี่เหล่านี้เสนอคือพวกเขาสามารถชาร์จใหม่ได้ เนื่องจากคุณสมบัตินี้พบได้ในอุปกรณ์ผู้บริโภคส่วนใหญ่ในปัจจุบันที่ใช้แบตเตอรี่ พวกเขาสามารถพบได้ในโทรศัพท์ยานพาหนะไฟฟ้าและรถกอล์ฟที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทำงานอย่างไร?

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนประกอบด้วยเซลล์ลิเธียมไอออนหนึ่งหรือหลายเซลล์ พวกเขายังมีแผงวงจรป้องกันเพื่อป้องกันการชาร์จมากเกินไป เซลล์เรียกว่าแบตเตอรี่เมื่อติดตั้งในปลอกด้วยแผงวงจรป้องกัน

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเหมือนกับแบตเตอรี่ลิเธียมหรือไม่?

ไม่แบตเตอรี่ลิเธียมและแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแตกต่างกันอย่างมาก ความแตกต่างที่สำคัญคือหลังสามารถชาร์จได้ ความแตกต่างที่สำคัญอีกประการหนึ่งคืออายุการเก็บรักษา แบตเตอรี่ลิเธียมสามารถใช้งานได้นานถึง 12 ปีที่ไม่ได้ใช้ในขณะที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีอายุการเก็บรักษาได้นานถึง 3 ปี

องค์ประกอบสำคัญของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคืออะไร

เซลล์ลิเธียมไอออนมีองค์ประกอบหลักสี่ประการ นี่คือ:

ขั้วบวก

ขั้วบวกช่วยให้ไฟฟ้าเคลื่อนย้ายจากแบตเตอรี่ไปยังวงจรภายนอก นอกจากนี้ยังเก็บลิเธียมไอออนเมื่อชาร์จแบตเตอรี่

แคโทด

แคโทดคือสิ่งที่กำหนดความสามารถและแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ มันผลิตลิเธียมไอออนเมื่อปล่อยแบตเตอรี่

อิเล็กโทรไลต์

อิเล็กโทรไลต์เป็นวัสดุซึ่งทำหน้าที่เป็นท่อสำหรับลิเธียมไอออนที่จะเคลื่อนที่ระหว่างแคโทดและขั้วบวก มันประกอบด้วยเกลือสารเติมแต่งและตัวทำละลายต่างๆ

ตัวแยก

ชิ้นสุดท้ายในเซลล์ลิเธียมไอออนคือตัวคั่น มันทำหน้าที่เป็นอุปสรรคทางกายภาพที่จะทำให้แคโทดและขั้วบวกออกจากกัน

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทำงานโดยการเคลื่อนย้ายลิเธียมไอออนจากแคโทดไปยังขั้วบวกและในทางกลับกันผ่านอิเล็กโทรไลต์ เมื่อไอออนเคลื่อนที่พวกมันจะเปิดใช้งานอิเล็กตรอนอิสระในขั้วบวกสร้างประจุที่ตัวสะสมกระแสบวก อิเล็กตรอนเหล่านี้ไหลผ่านอุปกรณ์โทรศัพท์หรือรถกอล์ฟไปยังนักสะสมเชิงลบและกลับเข้าไปในแคโทด การไหลของอิเล็กตรอนภายในแบตเตอรี่นั้นถูกป้องกันโดยตัวแยกบังคับให้พวกเขาไปยังหน้าสัมผัส

เมื่อคุณชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแคโทดจะปล่อยลิเธียมไอออนและพวกมันจะย้ายไปยังขั้วบวก เมื่อปล่อยออกมาลิเธียมไอออนจะย้ายจากขั้วบวกไปยังแคโทดซึ่งสร้างกระแสของกระแส

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนถูกประดิษฐ์ขึ้นเมื่อใด

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นครั้งแรกในยุค 70 โดยนักเคมีชาวอังกฤษ Stanley Whittingham ในระหว่างการทดลองของเขานักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบเคมีหลายชนิดสำหรับแบตเตอรี่ที่สามารถชาร์จตัวเองได้ การทดลองครั้งแรกของเขาเกี่ยวข้องกับไทเทเนียมซัลไฟด์และลิเธียมเป็นอิเล็กโทรด อย่างไรก็ตามแบตเตอรี่จะลัดวงจรและระเบิด

ในยุค 80 นักวิทยาศาสตร์อีกคนหนึ่งจอห์นบีกู๊ดเด็นโน่หยิบยกขึ้นมา หลังจากนั้นไม่นานอากิระโยชิโนนักเคมีชาวญี่ปุ่นก็เริ่มค้นคว้าเกี่ยวกับเทคโนโลยี Yoshino และ Goodenough พิสูจน์ว่าโลหะลิเธียมเป็นสาเหตุหลักของการระเบิด

ในยุค 90 เทคโนโลยีลิเธียมไอออนเริ่มได้รับแรงฉุดกลายเป็นแหล่งพลังงานที่ได้รับความนิยมอย่างรวดเร็วภายในสิ้นทศวรรษ มันเป็นครั้งแรกที่เทคโนโลยีถูกทำให้เป็นเชิงพาณิชย์โดย Sony บันทึกความปลอดภัยที่ไม่ดีของแบตเตอรี่ลิเธียมทำให้เกิดการพัฒนาของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ในขณะที่แบตเตอรี่ลิเธียมสามารถมีความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น แต่ก็ไม่ปลอดภัยในระหว่างการชาร์จและคายประจุ ในทางกลับกันแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนค่อนข้างปลอดภัยในการชาร์จและปล่อยเมื่อผู้ใช้ปฏิบัติตามแนวทางความปลอดภัยขั้นพื้นฐาน

เคมีลิเธียมไอออนที่ดีที่สุดคืออะไร?

มีเคมีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหลายประเภท สิ่งที่มีวางจำหน่ายทั่วไปคือ:

• ลิเธียมไททาเนต
• อลูมิเนียมออกไซด์โคบอลต์นิกเกิล
• โคบอลต์ออกไซด์ของลิเธียมนิกเกิลแมงกานีต
• ลิเธียมแมงกานีสออกไซด์ (LMO)
• ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์
• ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LIFEPO4)

มีเคมีหลายประเภทสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แต่ละคนมีความผิดพลาดและข้อเสีย อย่างไรก็ตามบางคนเหมาะสำหรับกรณีการใช้งานเฉพาะเท่านั้น ดังนั้นประเภทที่คุณเลือกจะขึ้นอยู่กับความต้องการพลังงานงบประมาณการทนต่อความปลอดภัยและกรณีการใช้งานเฉพาะ

อย่างไรก็ตามแบตเตอรี่ LIFEPO4 เป็นตัวเลือกที่มีวางจำหน่ายทั่วไปมากที่สุด แบตเตอรี่เหล่านี้มีอิเล็กโทรดคาร์บอนกราไฟท์ซึ่งทำหน้าที่เป็นขั้วบวกและฟอสเฟตเป็นแคโทด พวกเขามีวัฏจักรที่ยาวนานถึง 10,000 รอบ

นอกจากนี้พวกเขายังมีความเสถียรทางความร้อนที่ยอดเยี่ยมและสามารถจัดการกับความต้องการสั้น ๆ ได้อย่างปลอดภัย แบตเตอรี่ LIFEPO4 ได้รับการจัดอันดับสำหรับเกณฑ์การหลบหนีความร้อนสูงถึง 510 องศาฟาเรนไฮต์ซึ่งสูงที่สุดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีอยู่ในเชิงพาณิชย์

ข้อดีของแบตเตอรี่ LIFEPO4

เมื่อเปรียบเทียบกับกรดตะกั่วและแบตเตอรี่ที่ใช้ลิเธียมอื่น ๆ แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีข้อได้เปรียบอย่างมาก พวกเขาชาร์จและปล่อยอย่างมีประสิทธิภาพนานกว่าและสามารถลึก CYการใช้ CLEโดยไม่สูญเสียความสามารถ ข้อดีเหล่านี้หมายความว่าแบตเตอรี่ให้การประหยัดต้นทุนอย่างมากตลอดอายุการใช้งานเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ชนิดอื่น ด้านล่างนี้เป็นข้อได้เปรียบเฉพาะของแบตเตอรี่เหล่านี้ในยานพาหนะพลังงานความเร็วต่ำและอุปกรณ์อุตสาหกรรม

แบตเตอรี่ LIFEPO4 ในยานพาหนะความเร็วต่ำ

ยานพาหนะไฟฟ้าความเร็วต่ำ (Levs) เป็นยานพาหนะสี่ล้อที่มีน้ำหนักน้อยกว่า 3,000 ปอนด์ พวกเขาใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ไฟฟ้าซึ่งทำให้พวกเขาเป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับรถกอล์ฟและการใช้งานสันทนาการอื่น ๆ

เมื่อเลือกตัวเลือกแบตเตอรี่สำหรับ LEV ของคุณข้อควรพิจารณาที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งคืออายุยืน ตัวอย่างเช่นรถกอล์ฟที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ควรมีพลังงานเพียงพอที่จะขับรถไปรอบ ๆ สนามกอล์ฟ 18 หลุมโดยไม่ต้องชาร์จ

การพิจารณาที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือตารางการบำรุงรักษา แบตเตอรี่ที่ดีไม่ควรใช้การบำรุงรักษาเพื่อให้แน่ใจว่ามีความเพลิดเพลินสูงสุดในกิจกรรมสบาย ๆ ของคุณ

แบตเตอรี่ควรจะสามารถใช้งานได้ในสภาพอากาศที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่นควรอนุญาตให้คุณเล่นกอล์ฟทั้งในช่วงฤดูร้อนและในฤดูใบไม้ร่วงเมื่ออุณหภูมิลดลง

แบตเตอรี่ที่ดีควรมาพร้อมกับระบบควบคุมที่ทำให้มั่นใจได้ว่ามันจะไม่ร้อนเกินไปหรือทำใจให้สบายมากเกินไปทำให้ความจุลดลง

หนึ่งในแบรนด์ที่ดีที่สุดที่ตรงตามเงื่อนไขพื้นฐาน แต่สำคัญเหล่านี้ทั้งหมดคือ Roypow สายแบตเตอรี่ลิเธียม LIFEPO4 ของพวกเขาได้รับการจัดอันดับสำหรับอุณหภูมิ 4 ° F ถึง 131 ° F แบตเตอรี่มาพร้อมกับระบบการจัดการแบตเตอรี่ในตัวและติดตั้งได้ง่ายมาก

การใช้งานอุตสาหกรรมสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นตัวเลือกยอดนิยมในการใช้งานอุตสาหกรรม เคมีที่ใช้กันมากที่สุดคือแบตเตอรี่ LIFEPO4 อุปกรณ์ที่พบบ่อยที่สุดบางอย่างที่ใช้แบตเตอรี่เหล่านี้คือ:

• รถยกแคบ
• รถยก
• รถยก 3 ล้อ
• เครื่องสแต็ค
• จบและอยู่ตรงกลางนักปั่น

มีสาเหตุหลายประการที่ทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเพิ่มความนิยมในการตั้งค่าอุตสาหกรรม หลักคือ:

ความจุสูงและอายุยืน

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความหนาแน่นของพลังงานและอายุยืนกว่าเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด พวกเขาสามารถชั่งน้ำหนักหนึ่งในสามของน้ำหนักและส่งผลผลิตเดียวกัน

วงจรชีวิตของพวกเขาเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญอีกประการหนึ่ง สำหรับการดำเนินงานอุตสาหกรรมเป้าหมายคือการรักษาค่าใช้จ่ายระยะสั้นให้น้อยที่สุด ด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบตเตอรี่รถยกสามารถอยู่ได้นานสามเท่าซึ่งนำไปสู่การประหยัดต้นทุนจำนวนมากในระยะยาว

พวกเขายังสามารถทำงานที่ระดับความลึกที่ใหญ่กว่ามากถึง 80% โดยไม่มีผลกระทบใด ๆ ต่อความสามารถของพวกเขา ที่มีข้อได้เปรียบอีกประการหนึ่งในการออมเวลา การดำเนินงานไม่จำเป็นต้องหยุดอยู่ตรงกลางเพื่อแลกเปลี่ยนแบตเตอรี่ซึ่งอาจนำไปสู่การบันทึกชั่วโมงมนุษย์หลายพันชั่วโมงในช่วงเวลาที่มีขนาดใหญ่พอ

การชาร์จความเร็วสูง

ด้วยแบตเตอรี่ตะกั่วกรดอุตสาหกรรมเวลาการชาร์จปกติประมาณแปดชั่วโมง นั่นเท่ากับการเปลี่ยนแปลง 8 ชั่วโมงทั้งหมดซึ่งไม่สามารถใช้งานแบตเตอรี่ได้ ดังนั้นผู้จัดการจะต้องบัญชีสำหรับการหยุดทำงานนี้และซื้อแบตเตอรี่เพิ่มเติม

ด้วยแบตเตอรี่ LIFEPO4 นั่นไม่ใช่ความท้าทาย ตัวอย่างที่ดีคือRoypow Industrial Lifepo4 แบตเตอรี่ลิเธียมซึ่งชาร์จเร็วกว่าแบตเตอรี่กรดตะกั่วสี่เท่า ประโยชน์อีกประการหนึ่งคือความสามารถในการรักษาประสิทธิภาพในระหว่างการปลดปล่อย แบตเตอรี่ตะกั่วกรดมักจะมีความล่าช้าในการทำงานขณะที่ปล่อยออกมา

สายแบตเตอรี่อุตสาหกรรม Roypow ไม่มีปัญหาหน่วยความจำด้วยระบบการจัดการแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพ แบตเตอรี่ตะกั่วกรดมักจะประสบกับปัญหานี้ซึ่งอาจนำไปสู่ความล้มเหลวในการเข้าถึงความจุเต็ม

เมื่อเวลาผ่านไปมันทำให้เกิดซัลเฟตซึ่งสามารถลดอายุการใช้งานสั้น ๆ ได้ครึ่งหนึ่ง ปัญหามักจะเกิดขึ้นเมื่อแบตเตอรี่ตะกั่วกรดถูกเก็บไว้โดยไม่มีการชาร์จเต็ม แบตเตอรี่ลิเธียมสามารถชาร์จได้ในช่วงเวลาสั้น ๆ และเก็บไว้ที่ความจุใด ๆ ที่สูงกว่าศูนย์โดยไม่มีปัญหาใด ๆ

ความปลอดภัยและการจัดการ

แบตเตอรี่ LIFEPO4 มีข้อได้เปรียบอย่างมากในการตั้งค่าอุตสาหกรรม ก่อนอื่นพวกเขามีความมั่นคงทางความร้อนที่ดี แบตเตอรี่เหล่านี้สามารถทำงานได้ในอุณหภูมิสูงถึง 131 ° F โดยไม่ต้องทนทุกข์ทรมานใด ๆ แบตเตอรี่ตะกั่วกรดจะลดลงมากถึง 80% ของวงจรชีวิตที่อุณหภูมิใกล้เคียงกัน

ปัญหาอีกประการหนึ่งคือน้ำหนักของแบตเตอรี่ สำหรับความจุแบตเตอรี่ที่คล้ายกันแบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีน้ำหนักมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นพวกเขามักจะต้องการอุปกรณ์เฉพาะและเวลาในการติดตั้งที่ยาวนานขึ้นซึ่งอาจนำไปสู่การใช้เวลาทำงานน้อยลงในการทำงาน

อีกประเด็นหนึ่งคือความปลอดภัยของคนงาน โดยทั่วไปแบตเตอรี่ LIFEPO4 นั้นปลอดภัยกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรด ตามแนวทางของ OSHA แบตเตอรี่ตะกั่วกรดจะต้องถูกเก็บไว้ในห้องพิเศษพร้อมอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อกำจัดควันอันตราย ที่แนะนำค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมและความซับซ้อนในการดำเนินงานอุตสาหกรรม

บทสรุป

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในการตั้งค่าอุตสาหกรรมและสำหรับยานพาหนะไฟฟ้าความเร็วต่ำ พวกเขาอยู่ได้นานขึ้นดังนั้นจึงประหยัดเงินของผู้ใช้ แบตเตอรี่เหล่านี้ยังเป็นศูนย์การบำรุงรักษาซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการตั้งค่าอุตสาหกรรมที่การประหยัดต้นทุนเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง

บทความที่เกี่ยวข้อง:

แบตเตอรี่ลิเธียมฟอสเฟตดีกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมเทอร์รีหรือไม่?

รถเข็นกอล์ฟยามาฮ่ามาพร้อมกับแบตเตอรี่ลิเธียมหรือไม่?

คุณสามารถใส่แบตเตอรี่ลิเธียมในรถคลับได้หรือไม่?