Ano ang mga baterya ng lithium ion

Ang mga baterya ng Lithium-ion ay isang tanyag na uri ng kimika ng baterya. Ang isang pangunahing bentahe na inaalok ng mga baterya na ito ay maaaring mai -recharge. Dahil sa tampok na ito, matatagpuan ang mga ito sa karamihan ng mga aparato ng consumer ngayon na gumagamit ng baterya. Maaari silang matagpuan sa mga telepono, mga de-koryenteng sasakyan, at mga golf cart na pinapagana ng baterya.

Paano gumagana ang mga baterya ng lithium-ion?

Ang mga baterya ng Lithium-ion ay binubuo ng isa o maraming mga cell ng lithium-ion. Naglalaman din sila ng isang proteksiyon na circuit board upang maiwasan ang sobrang pag -overcharging. Ang mga cell ay tinatawag na mga baterya sa sandaling naka -install sa isang pambalot na may isang proteksiyon na circuit board.

Ang mga baterya ba ng lithium-ion ay pareho sa mga baterya ng lithium?

Hindi. Ang isang baterya ng lithium at isang baterya ng lithium-ion ay naiiba. Ang pangunahing pagkakaiba ay ang huli ay maaaring mai -rechargeable. Ang isa pang pangunahing pagkakaiba ay ang buhay ng istante. Ang isang baterya ng lithium ay maaaring tumagal ng hanggang sa 12 taon na hindi nagamit, habang ang mga baterya ng lithium-ion ay may buhay na istante ng hanggang sa 3 taon.

Ano ang mga pangunahing sangkap ng mga baterya ng lithium ion

Ang mga cell ng Lithium-ion ay may apat na pangunahing sangkap. Ito ay:

Anode

Pinapayagan ng anode ang kuryente na lumipat mula sa baterya sa isang panlabas na circuit. Nag -iimbak din ito ng mga lithium ion kapag singilin ang baterya.

Cathode

Ang katod ay kung ano ang tumutukoy sa kapasidad at boltahe ng cell. Gumagawa ito ng mga lithium ion kapag naglalabas ng baterya.

Electrolyte

Ang electrolyte ay isang materyal, na nagsisilbing isang conduit para sa mga lithium ion upang lumipat sa pagitan ng katod at anode. Binubuo ito ng mga asing -gamot, additives, at iba't ibang mga solvent.

Ang separator

Ang pangwakas na piraso sa isang cell ng lithium-ion ay ang separator. Ito ay kumikilos bilang isang pisikal na hadlang upang mapanatili ang hiwalay sa katod at anode.

Ang mga baterya ng Lithium-ion ay gumagana sa pamamagitan ng paglipat ng mga lithium ion mula sa katod hanggang sa anode at kabaligtaran sa pamamagitan ng electrolyte. Habang lumilipat ang mga ions, inaaktibo nila ang mga libreng electron sa anode, na lumilikha ng isang singil sa positibong kasalukuyang kolektor. Ang mga electron na ito ay dumadaloy sa aparato, isang telepono o golf cart, sa negatibong kolektor at bumalik sa katod. Ang libreng daloy ng mga electron sa loob ng baterya ay pinipigilan ng separator, na pinilit ang mga ito patungo sa mga contact.

Kapag singilin mo ang isang baterya ng lithium-ion, ilalabas ng katod ang mga lithium ion, at lumipat sila patungo sa anode. Kapag naglalabas, ang mga ion ng lithium ay lumipat mula sa anode patungo sa katod, na bumubuo ng isang daloy ng kasalukuyang.

Kailan naimbento ang mga baterya ng lithium-ion?

Ang mga baterya ng Lithium-ion ay unang ipinaglihi noong 70s ng chemist ng Ingles na si Stanley Whittingham. Sa panahon ng kanyang mga eksperimento, sinisiyasat ng mga siyentipiko ang iba't ibang mga chemistries para sa isang baterya na maaaring mag -recharge mismo. Ang kanyang unang pagsubok ay kasangkot sa titanium disulfide at lithium bilang mga electrodes. Gayunpaman, ang mga baterya ay short-circuit at sumabog.

Noong 80s, ang isa pang siyentipiko, si John B. Goodenough, ay nagsagawa ng hamon. Di -nagtagal, si Akira Yoshino, isang chemist ng Hapon, ay nagsimulang magsaliksik sa teknolohiya. Pinatunayan nina Yoshino at Goodenough na ang lithium metal ang pangunahing sanhi ng pagsabog.

Noong 90s, ang teknolohiya ng lithium-ion ay nagsimulang makakuha ng traksyon, mabilis na naging isang tanyag na mapagkukunan ng kuryente sa pagtatapos ng dekada. Ito ay minarkahan sa unang pagkakataon na ang teknolohiya ay nai -komersyal ng Sony. Ang mahinang talaang pangkaligtasan ng mga baterya ng lithium ay nagtulak sa pagbuo ng mga baterya ng lithium-ion.

Habang ang mga baterya ng lithium ay maaaring humawak ng isang mas mataas na density ng enerhiya, hindi sila ligtas sa panahon ng singilin at paglabas. Sa kabilang banda, ang mga baterya ng lithium-ion ay ligtas na singilin at ilabas kapag ang mga gumagamit ay sumunod sa mga pangunahing alituntunin sa kaligtasan.

Ano ang pinakamahusay na kimika ng lithium ion?

Maraming mga uri ng mga chemistries ng baterya ng lithium-ion. Ang mga magagamit na komersyal ay:

Lithium Titanate
Lithium nickel cobalt aluminyo oxide
Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide
Lithium Manganese Oxide (LMO)
Lithium cobalt oxide
Lithium Iron Phosphate (LifePo4)

Maraming mga uri ng mga chemistries para sa mga baterya ng lithium-ion. Ang bawat isa ay may mga pag -aalsa at pagbagsak. Gayunpaman, ang ilan ay angkop lamang para sa mga tiyak na kaso ng paggamit. Tulad nito, ang uri na pinili mo ay depende sa iyong mga pangangailangan sa kuryente, badyet, pagpapaubaya sa kaligtasan, at tiyak na kaso ng paggamit.

Gayunpaman, ang mga baterya ng LIFEPO4 ay ang pinaka -komersyal na magagamit na pagpipilian. Ang mga baterya na ito ay naglalaman ng isang grapayt na carbon electrode, na nagsisilbing anode, at pospeyt bilang katod. Mayroon silang mahabang buhay ng ikot ng hanggang sa 10,000 mga siklo.

Bilang karagdagan, nag -aalok sila ng mahusay na katatagan ng thermal at ligtas na mahawakan ang mga maikling surge na hinihiling. Ang mga baterya ng LIFEPO4 ay na-rate para sa isang thermal runaway threshold ng hanggang sa 510 degree Fahrenheit, ang pinakamataas sa anumang komersyal na magagamit na uri ng baterya ng lithium-ion.

Mga kalamangan ng mga baterya ng LIFEPO4

Kung ikukumpara sa lead acid at iba pang mga baterya na batay sa lithium, ang mga baterya ng lithium iron phosphate ay may malaking kalamangan. Sinisingil nila at naglalabas nang mahusay, mas mahaba, at maaaring malalim na cyClenang hindi nawawala ang kapasidad. Ang mga pakinabang na ito ay nangangahulugang ang mga baterya ay nag -aalok ng malaking pagtitipid sa gastos sa kanilang buhay kumpara sa iba pang mga uri ng baterya. Nasa ibaba ang isang pagtingin sa mga tiyak na pakinabang ng mga baterya na ito sa mga mababang bilis ng mga sasakyan ng kuryente at pang-industriya na kagamitan.

LIFEPO4 baterya sa mga mababang bilis ng sasakyan

Ang mga mababang bilis ng mga de-koryenteng sasakyan (LEV) ay apat na gulong na sasakyan na may timbang na mas mababa sa 3000 pounds. Pinapagana ang mga ito ng mga electric baterya, na ginagawang isang tanyag na pagpipilian para sa mga golf cart at iba pang mga gamit sa libangan.

Kapag pumipili ng pagpipilian ng baterya para sa iyong LEV, ang isa sa pinakamahalagang pagsasaalang -alang ay ang kahabaan ng buhay. Halimbawa, ang mga golf cart na pinapagana ng baterya ay dapat magkaroon ng sapat na lakas upang magmaneho sa paligid ng isang 18-hole golf course nang hindi kinakailangang mag-recharge.

Ang isa pang mahalagang pagsasaalang -alang ay ang iskedyul ng pagpapanatili. Ang isang mahusay na baterya ay hindi dapat mangailangan ng pagpapanatili upang matiyak ang maximum na kasiyahan ng iyong masigasig na aktibidad.

Ang baterya ay dapat ding gumana sa iba't ibang mga kondisyon ng panahon. Halimbawa, dapat itong pahintulutan kang mag -golf pareho sa init ng tag -init at sa taglagas kapag bumababa ang temperatura.

Ang isang mahusay na baterya ay dapat ding dumating kasama ang isang control system na nagsisiguro na hindi ito overheat o ginawin nang labis, pinapahiya ang kapasidad nito.

Ang isa sa mga pinakamahusay na tatak na nakakatugon sa lahat ng mga pangunahing ngunit mahalagang kundisyon ay ang RoyPow. Ang kanilang linya ng mga baterya ng LIFEPO4 lithium ay na -rate para sa mga temperatura na 4 ° F hanggang 131 ° F. Ang mga baterya ay may isang in-built na sistema ng pamamahala ng baterya at napakadaling mai-install.

Pang -industriya na aplikasyon para sa mga baterya ng lithium ion

Ang mga baterya ng Lithium-ion ay isang tanyag na pagpipilian sa mga pang-industriya na aplikasyon. Ang pinaka -karaniwang kimika na ginamit ay ang mga baterya ng LIFEPO4. Ang ilan sa mga pinaka -karaniwang kagamitan upang magamit ang mga baterya na ito ay:

Makitid na mga forklift ng pasilyo
Counterbalanced forklifts
3 wheel forklifts
Walkie Stackers
End at Center Rider

Maraming mga kadahilanan kung bakit ang mga baterya ng lithium ion ay lumalaki sa katanyagan sa mga setting ng industriya. Ang mga pangunahing ay:

Mataas na kapasidad at kahabaan ng buhay

Ang mga baterya ng Lithium-ion ay may mas malaking density ng enerhiya at kahabaan ng buhay kumpara sa mga baterya ng lead-acid. Maaari silang timbangin ang isang pangatlo ng timbang at maihatid ang parehong output.

Ang kanilang siklo sa buhay ay isa pang pangunahing kalamangan. Para sa isang pang-industriya na operasyon, ang layunin ay upang mapanatili ang mga panandaliang paulit-ulit na gastos sa isang minimum. Sa mga baterya ng lithium-ion, ang mga baterya ng forklift ay maaaring tumagal ng tatlong beses hangga't, na humahantong sa malaking pagtitipid sa gastos sa katagalan.

Maaari rin silang gumana sa isang mas malaking lalim ng paglabas ng hanggang sa 80% nang walang epekto sa kanilang kapasidad. Iyon ay may isa pang kalamangan sa pag -save ng oras. Ang mga operasyon ay hindi kailangang ihinto ang kalagitnaan upang magpalit ng mga baterya, na maaaring humantong sa libu-libong mga oras ng tao na na-save sa loob ng isang malaking sapat na panahon.

Mataas na bilis ng singilin

Sa mga pang-industriya na baterya ng lead-acid, ang normal na oras ng pagsingil ay nasa paligid ng walong oras. Ito ay katumbas ng isang buong 8-oras na shift kung saan ang baterya ay hindi magagamit para magamit. Dahil dito, dapat na account ng isang manager para sa downtime na ito at bumili ng mga labis na baterya.

Sa mga baterya ng LIFEPO4, hindi iyon isang hamon. Ang isang mabuting halimbawa ay angRoypow Industrial Lifepo4 Lithium Batteries, na singil ng apat na beses nang mas mabilis kaysa sa mga baterya ng lead acid. Ang isa pang benepisyo ay ang kakayahang manatiling mahusay sa panahon ng paglabas. Ang mga baterya ng lead acid ay madalas na nagdurusa ng isang lag sa pagganap habang naglalabas sila.

Ang linya ng Roypow ng mga pang -industriya na baterya ay wala ring mga isyu sa memorya, salamat sa isang mahusay na sistema ng pamamahala ng baterya. Ang mga baterya ng lead acid ay madalas na nagdurusa sa isyung ito, na maaaring humantong sa isang pagkabigo upang maabot ang buong kapasidad.

Sa oras, nagiging sanhi ito ng sulfation, na maaaring i -cut ang kanilang naka -maikling habang buhay sa kalahati. Ang isyu ay madalas na nangyayari kapag ang mga baterya ng lead acid ay naka -imbak nang walang buong singil. Ang mga baterya ng Lithium ay maaaring singilin sa mga maikling agwat at nakaimbak sa anumang kapasidad na higit sa zero nang walang mga problema.

Kaligtasan at paghawak

Ang mga baterya ng LIFEPO4 ay may malaking kalamangan sa mga setting ng pang -industriya. Una, mayroon silang mahusay na katatagan ng thermal. Ang mga baterya na ito ay maaaring gumana sa mga temperatura ng hanggang sa 131 ° F nang hindi nagdurusa ng anumang pinsala. Ang mga baterya ng lead acid ay mawawalan ng hanggang sa 80% ng kanilang siklo sa buhay sa isang katulad na temperatura.

Ang isa pang isyu ay ang bigat ng mga baterya. Para sa isang katulad na kapasidad ng baterya, ang mga baterya ng lead acid ay timbangin nang higit pa. Tulad nito, madalas silang nangangailangan ng mga tukoy na kagamitan at mas mahabang oras ng pag-install, na maaaring humantong sa mas kaunting mga oras ng tao na ginugol sa trabaho.

Ang isa pang isyu ay ang kaligtasan ng manggagawa. Sa pangkalahatan, ang mga baterya ng LIFEPO4 ay mas ligtas kaysa sa mga baterya ng lead-acid. Ayon sa mga alituntunin ng OSHA, ang mga baterya ng lead acid ay dapat na naka -imbak sa isang espesyal na silid na may kagamitan na idinisenyo upang maalis ang mga mapanganib na fume. Iyon ay nagpapakilala ng isang labis na gastos at pagiging kumplikado sa isang pang -industriya na operasyon.

Konklusyon

Ang mga baterya ng Lithium-ion ay may malinaw na kalamangan sa mga setting ng pang-industriya at para sa mga mababang bilis ng mga de-koryenteng sasakyan. Mas mahaba sila, dahil dito ang pag -save ng pera ng mga gumagamit. Ang mga baterya na ito ay zero maintenance din, na kung saan ay lalong mahalaga sa isang pang-industriya na setting kung saan ang pag-save ng gastos ay pinakamahalaga.