Lityum iyon piller nelerdir

Lityum iyon piller popüler bir pil kimyasıdır. Bu pillerin sunduğu en büyük avantaj, şarj edilebilir olmalarıdır. Bu özellik nedeniyle, bugün çoğu tüketici cihazında pil kullanan bulunurlar. Telefonlarda, elektrikli araçlarda ve pille çalışan golf arabalarında bulunabilirler.

Lityum iyon piller nasıl çalışır?

Lityum iyon piller bir veya çoklu lityum iyon hücrelerinden oluşur. Ayrıca aşırı şarj edilmeyi önlemek için koruyucu bir devre kartı içerirler. Hücrelere, bir kez koruyucu bir devre kartına sahip bir kasaya monte edilmiş piller denir.

Lityum iyon piller lityum pillerle aynı mı?

Hayır. Bir lityum pil ve bir lityum iyon pil çok farklıdır. Temel fark, ikincisinin şarj edilebilir olmasıdır. Bir başka büyük fark da raf ömrü. Bir lityum pili 12 yıla kadar sürebilirken, lityum iyon pillerin 3 yıla kadar raf ömrü vardır.

Lityum iyon pillerinin temel bileşenleri nelerdir

Lityum-iyon hücrelerinin dört ana bileşeni vardır. Bunlar:

Anot

Anot, elektriğin pilden harici bir devreye geçmesini sağlar. Ayrıca pili şarj ederken lityum iyonları da saklar.

Katot

Katot, hücrenin kapasitesini ve voltajını belirleyen şeydir. Pili boşaltırken lityum iyonları üretir.

Elektrolit

Elektrolit, lityum iyonlarının katot ve anot arasında hareket etmesi için bir kanal görevi gören bir malzemedir. Tuzlar, katkı maddeleri ve çeşitli çözücülerden oluşur.

Ayırıcı

Bir lityum iyon hücresindeki son parça ayırıcıdır. Katot ve anotu ayrı tutmak için fiziksel bir bariyer görevi görür.

Lityum iyon piller lityum iyonlarını katottan anota taşıyarak ve elektrolit yoluyla tersine çalışır. İyonlar hareket ettikçe, anottaki serbest elektronları aktive ederek pozitif akım koleksiyoncusunda bir yük oluştururlar. Bu elektronlar cihazdan, bir telefon veya golf arabası, negatif toplayıcıya ve katota geri akar. Pilin içindeki elektronların serbest akışı ayırıcı tarafından önlenir ve bunları kontaklara doğru zorlar.

Bir lityum iyon pili şarj ettiğinizde, katot lityum iyonlarını serbest bırakır ve anota doğru hareket ederler. Durdurulurken, lityum iyonları anottan katota geçer, bu da akım akışı üretir.

Lityum iyon piller ne zaman icat edildi?

Lityum iyon piller ilk olarak 70'lerde İngiliz kimyager Stanley Whittingham tarafından tasarlandı. Bilim adamları deneyleri sırasında, kendini şarj edebilecek bir pil için çeşitli kimyaları araştırdılar. İlk denemesi elektrotlar olarak titanyum disülfür ve lityum içeriyordu. Ancak, piller kısa devre ve patlar.

80'lerde başka bir bilim adamı John B. Goodenough meydan okudu. Kısa bir süre sonra, Japon bir kimyager olan Akira Yoshino, teknolojiyi araştırmaya başladı. Yoshino ve Goodenough, lityum metalin patlamaların ana nedeni olduğunu kanıtladı.

90'larda, lityum iyon teknolojisi çekiş kazanmaya başladı ve on yılın sonunda hızla popüler bir güç kaynağı haline geldi. Teknolojinin ilk kez Sony tarafından ticarileştirildiği işaret etti. Lityum pillerin bu zayıf güvenlik kaydı, lityum iyon pillerin geliştirilmesine neden oldu.

Lityum piller daha yüksek bir enerji yoğunluğu tutabilirken, şarj ve deşarj sırasında güvensizdirler. Öte yandan, kullanıcılar temel güvenlik yönergelerine bağlı kaldıklarında lityum iyon pilleri şarj etmek ve deşarj etmek oldukça güvenlidir.

En iyi lityum iyon kimyası nedir?

Çok sayıda lityum iyon pil kimyası vardır. Ticari olarak mevcut olanlar:

Lityum titanat
Lityum nikel kobalt alüminyum oksit
Lityum nikel manganez kobalt oksit
Lityum manganez oksit (LMO)
Lityum kobalt oksit
Lityum Demir Fosfat (Lifepo4)

Lityum iyon piller için çok sayıda kimya türü vardır. Her birinin başı ve dezavantajları vardır. Bununla birlikte, bazıları sadece belirli kullanım durumları için uygundur. Bu nedenle, seçtiğiniz tür güç ihtiyaçlarınıza, bütçenize, güvenlik toleransınıza ve özel kullanım durumunuza bağlı olacaktır.

Bununla birlikte, LifePO4 piller en ticari olarak mevcut olan seçenektir. Bu piller, anot olarak hizmet eden bir grafit karbon elektrot ve katot olarak fosfat içerir. 10.000 döngüye kadar uzun bir döngü ömrü var.

Buna ek olarak, büyük termal stabilite sunarlar ve talepteki kısa dalgalanmaları güvenli bir şekilde ele alabilirler. LifePO4 piller, piyasada bulunan herhangi bir lityum iyon pil tipinin en yüksek olan 510 dereceye kadar Fahrenheit'e kadar bir termal kaçak eşiği için derecelendirilmiştir.

Lifepo4 pillerin avantajları

Kurşun asit ve diğer lityum bazlı pillerle karşılaştırıldığında, lityum demir fosfat pillerinin büyük bir avantajı vardır. Verimli bir şekilde şarj eder ve deşarj yaparlar, daha uzun süre dayanırlar ve derin CY yapabilirlerkehanetkapasiteyi kaybetmeden. Bu avantajlar, pillerin ömürleri boyunca diğer pil tiplerine kıyasla büyük maliyet tasarrufu sağladığı anlamına gelir. Aşağıda, bu pillerin düşük hızlı elektrikli araçlarda ve endüstriyel ekipmanlarda belirli avantajlarına bir bakış bulunmaktadır.

Düşük hızlı araçlarda Lifepo4 pil

Düşük hızlı elektrikli araçlar (LEV'ler), 3000 pounddan daha ağır olan dört tekerlekli araçtır. Elektrikli pillerle güçlendirilirler, bu da onları golf arabaları ve diğer eğlence kullanımları için popüler bir seçim haline getirir.

LEV'niz için pil seçeneğini seçerken, en önemli hususlardan biri uzun ömürlüdür. Örneğin, pille çalışan golf arabaları, şarj etmek zorunda kalmadan 18 delikli bir golf sahasında sürmek için yeterli güce sahip olmalıdır.

Bir diğer önemli husus da bakım programıdır. İyi bir pil, yavaş aktivitenizin maksimum keyfini sağlamak için bakım gerektirmemelidir.

Pil ayrıca çeşitli hava koşullarında çalışabilmelidir. Örneğin, hem yaz sıcağında hem de sıcaklıkların düştüğü sonbaharda golf yapmanıza izin vermelidir.

İyi bir pil, kapasitesini aşağılayarak aşırı ısınmamasını veya soğumamasını sağlayan bir kontrol sistemi ile birlikte gelmelidir.

Tüm bu temel ama önemli koşulları karşılayan en iyi markalardan biri de raypow. Lifepo4 lityum pilleri, 4 ° F ila 131 ° F sıcaklıklar için derecelendirilmiştir. Piller yerleşik bir pil yönetim sistemi ile birlikte gelir ve kurulumu son derece kolaydır.

Lityum iyon piller için endüstriyel uygulamalar

Lityum iyon piller endüstriyel uygulamalarda popüler bir seçenektir. Kullanılan en yaygın kimya Lifepo4 pillerdir. Bu pilleri kullanmak için en yaygın ekipmanlardan bazıları:

Dar koridor forkliftleri
Dengeli forkliftler
3 tekerlekli forkliftler
Walkie istifleyicileri
Son ve Merkez Biniciler

Lityum iyon pillerinin endüstriyel ortamlarda popülerlik kazanmasının birçok nedeni vardır. Ana olanlar:

Yüksek kapasite ve uzun ömür

Lityum iyon piller kurşun asit pillere kıyasla daha büyük bir enerji yoğunluğuna ve uzun ömürlüdür. Ağırlığın üçte birini tartabilir ve aynı çıktıyı sağlayabilirler.

Yaşam döngüsü bir başka büyük avantajdır. Endüstriyel bir operasyon için amaç, kısa vadeli tekrar eden maliyetleri minimumda tutmaktır. Lityum-iyon pillerle, forklift pilleri üç kat daha uzun sürebilir ve bu da uzun vadede büyük maliyet tasarrufuna yol açar.

Ayrıca, kapasiteleri üzerinde herhangi bir etki olmadan% 80'e kadar daha büyük bir deşarj derinliği ile çalışabilirler. Bunun zaman tasarrufunda başka bir avantajı var. Operasyonların, pilleri değiştirmek için ortada durmasına gerek yoktur, bu da yeterince büyük bir dönemde tasarruf edilen binlerce insan saatine yol açabilir.

Yüksek hızlı şarj

Endüstriyel kurşun asitli pillerle, normal şarj süresi yaklaşık sekiz saattir. Bu, pilin kullanım için kullanılamadığı 8 saatlik bir vardiyaya eşittir. Sonuç olarak, bir yönetici bu kesinti süresini açıklamalı ve ekstra piller satın almalıdır.

Lifepo4 pillerle bu bir meydan okuma değil. İyi bir örnekRopow Endüstriyel Lifepo4 Lityum Pillerkurşun asit pillerden dört kat daha hızlı şarj olan. Başka bir fayda, deşarj sırasında verimli kalma yeteneğidir. Kurşun asit piller genellikle deşarj ederken performansta bir gecikme yaşar.

Etkin bir pil yönetim sistemi sayesinde endüstriyel pillerin raybow hattının da bellek sorunu yoktur. Kurşun asit piller genellikle bu sorundan muzdariptir, bu da tam kapasiteye ulaşamamaya yol açabilir.

Zamanla, zaten kısa ömürlerini yarıya indirebilen sülfasyona neden olur. Sorun genellikle kurşun asit pilleri tam bir yük olmadan saklandığında ortaya çıkar. Lityum piller kısa aralıklarla şarj edilebilir ve herhangi bir sorun olmadan sıfırın üzerinde herhangi bir kapasitede saklanabilir.

Güvenlik ve Kullanım

Lifepo4 pillerin endüstriyel ortamlarda büyük bir avantajı vardır. Birincisi, büyük termal stabiliteleri var. Bu piller, herhangi bir hasar görmeden 131 ° F'ye kadar sıcaklıklarda çalışabilir. Kurşun asit piller benzer bir sıcaklıkta yaşam döngüsünün% 80'ini kaybedecektir.

Başka bir sorun da pillerin ağırlığıdır. Benzer bir pil kapasitesi için, kurşun asit pilleri çok daha ağırdır. Bu nedenle, genellikle belirli ekipmanlara ve daha uzun kurulum süresine ihtiyaç duyarlar, bu da işe harcanan daha az insan saatine yol açabilir.

Başka bir sorun da işçi güvenliğidir. Genel olarak, Lifepo4 piller kurşun asitli pillerden daha güvenlidir. OSHA kılavuzlarına göre, kurşun asit piller tehlikeli dumanları ortadan kaldırmak için tasarlanmış ekipmanlarla özel bir odada saklanmalıdır. Bu, endüstriyel bir operasyona ekstra bir maliyet ve karmaşıklık getirir.

Çözüm

Lityum iyon piller endüstriyel ortamlarda ve düşük hızlı elektrikli araçlarda net bir avantaja sahiptir. Daha uzun sürerler, sonuç olarak kullanıcılara para kazandırırlar. Bu piller aynı zamanda sıfır bakımdır, bu da özellikle maliyet tasarrufunun çok önemli olduğu endüstriyel bir ortamda önemlidir.