Що таке літієві іонні батареї

Літій-іонні батареї-популярний тип хімії акумулятора. Основна перевага, яку пропонують ці акумулятори, полягає в тому, що вони акумулятор. Завдяки цій функції вони сьогодні зустрічаються у більшості споживчих пристроїв, які використовують акумулятор. Їх можна знайти в телефонах, електромобілях та візках для гольфу з акумулятором.

Як працюють літій-іонні батареї?

Літій-іонні батареї складаються з одного або множинного літій-іонного клітин. Вони також містять захисну плату для запобігання перезарядки. Клітини називають акумуляторами після встановлення в кожух із захисною планою.

Чи є літій-іонні батареї такими ж, як літієві батареї?

Ні. Літієвий акумулятор та літій-іонний акумулятор сильно відрізняються. Основна відмінність полягає в тому, що останні акуратні. Ще одна головна відмінність - термін зберігання. Літієвий акумулятор може тривати до 12 років невикористаним, а літій-іонні батареї мають термін зберігання до 3 років.

Які ключові компоненти літій -іонних акумуляторів

Літій-іонні клітини мають чотири основні компоненти. Це:

Анод

Анод дозволяє електроенергії переходити від акумулятора до зовнішнього ланцюга. Він також зберігає іони літію при зарядці акумулятора.

Катод

Катод - це те, що визначає здатність та напругу клітини. Він виробляє літієві іони при розрядці акумулятора.

Електроліт

Електроліт - це матеріал, який служить трубопроводом для іонів літію для переміщення між катодом і анодом. Він складається з солей, добавок та різних розчинників.

Сепаратор

Заключний шматок у літій-іонній клітині-це сепаратор. Він діє як фізичний бар'єр, щоб утримати катод і анод.

Літій-іонні батареї працюють шляхом переміщення літієвих іонів з катода до анода і навпаки через електроліт. По мірі руху іонів вони активують безкоштовні електрони в анод, створюючи заряд у колекціонері позитивного струму. Ці електрони протікають через пристрій, телефон або кошик для гольфу, до негативного колектора і назад у катод. Вільний потік електронів всередині акумулятора запобігає сепаратором, примушуючи їх до контактів.

Коли ви заряджаєте літій-іонний акумулятор, катод звільнить літієві іони, і вони рухаються до анода. При виписці іони літію рухаються від анода до катода, що генерує потік струму.

Коли були винайдені літій-іонні батареї?

Літій-іонні батареї вперше були задумані в 70-х роках англійським хіміком Стенлі Віттінгем. Під час своїх експериментів вчені досліджували різні хімічні речовини на батарею, яка могла б зарядити себе. Його перше випробування стосувалося титану дисульфіду та літію в якості електродів. Однак акумулятори б короткі замикали та вибухали.

У 80 -х роках ще один вчений, Джон Б. Гуденоф, взяв на себе виклик. Незабаром Акіра Йошино, японський хімік, розпочав дослідження технології. Йошино та Гуденоф довели, що літієвий метал є основною причиною вибухів.

У 90-х рр. Літій-іонна технологія почала набирати тягу, швидко стаючи популярним джерелом живлення до кінця десятиліття. Це вперше ознаменувало, що технологія комерціалізувала Sony. Цей поганий запис про безпеку літій акумуляторів спонукав розвиток літій-іонних батарей.

Хоча літієві батареї можуть утримувати більш високу щільність енергії, вони небезпечні під час зарядки та розряду. З іншого боку, літій-іонні батареї досить безпечні для зарядки та розряду, коли користувачі дотримуються основних рекомендацій щодо безпеки.

Яка найкраща літієва іонна хімія?

Існують численні типи хімічних хімічних батарей літій-іонів. Комерційно доступні:

Літієвий титанат
Літієвий нікельський кобальт оксид алюмінію
Літієвий нікель марганцю оксид кобальту
Оксид марганцю літію (LMO)
Оксид кобальту літію
Літієвий фосфат заліза (LifePO4)

Існують численні типи хімічних речовин для літій-іонних акумуляторів. Кожен має свої переваги та недоліки. Однак деякі підходять лише для конкретних випадків використання. Таким чином, тип, який ви вибираєте, залежатиме від ваших потреб у електроенергії, бюджету, толерантності до безпеки та конкретного випадку використання.

Однак акумулятори LifePO4 є найбільш доступним варіантом. Ці акумулятори містять графітовий вуглецевий електрод, який служить анодом, а фосфат - як катод. Вони мають тривалий термін експлуатації до 10 000 циклів.

Крім того, вони пропонують чудову теплову стабільність і можуть безпечно обробляти короткі сплески попиту. Акумулятори LifePO4 оцінюються за тепловий поріг утікачів до 510 градусів Фаренгейта, найвищий з будь-якого наявного літіє іонного типу акумулятора.

Переваги акумуляторів LifePO4

Порівняно з свинцевою кислотою та іншими акумуляторами на основі літію, літієві фосфатні батареї мають величезну перевагу. Вони заряджаються і викидають ефективно, тривають довше і можуть глибоко Cyклене втрачаючи потужності. Ці переваги означають, що акумулятори пропонують величезну економію витрат протягом свого життя порівняно з іншими типами акумуляторів. Нижче погляньте на конкретні переваги цих батарей у низькошвидкісних електромобілів та промисловому обладнанні.

Акумулятор LifePO4 у низькошвидкісних транспортних засобах

Низькошвидкісні електромобілі (LEV)-це чотириколісні транспортні засоби, які важать менше 3000 фунтів. Вони працюють від електричних батарей, що робить їх популярним вибором для візків для гольфу та інших рекреаційних цілей.

Вибираючи варіант акумулятора для вашого LEV, одним з найважливіших міркувань є довговічність. Наприклад, візки для гольфу з акумулятором повинні мати достатню потужність, щоб їздити навколо поля для гольфу на 18 лунків, не потребуючи підзарядки.

Ще одне важливе врахування - графік технічного обслуговування. Хороший акумулятор не повинен потребувати технічного обслуговування, щоб забезпечити максимальну насолоду від вашої неквапливої діяльності.

Акумулятор також повинен мати можливість працювати у різноманітних погодних умовах. Наприклад, це повинно дозволяти вам гольф як в літню спеку, так і восени, коли температура падає.

Хороший акумулятор також повинен оснащений системою управління, яка гарантує, що вона не перегрівається і не охолоджує занадто сильно, погіршуючи його ємність.

Однією з найкращих брендів, яка відповідає всім цими основними, але важливими умовами, є Roopow. Їх лінія літієвих акумуляторів LIFEPO4 оцінюється при температурі від 4 ° F до 131 ° F. Акумулятори оснащені вбудованою системою управління акумуляторами і надзвичайно прості в установці.

Промислові застосування для літій -іонних батарей

Літій-іонні батареї-популярний варіант у промислових програмах. Найпоширеніша хімія, що використовується, - це акумулятори LifePO4. Деякі з найпоширеніших обладнання для використання цих акумуляторів:

Вузькі навантаження
Прорівноважені навантажувачі
3 колеса навантажувачів
Штабелі
Кінцеві та центральні вершники

Існує багато причин, чому літій -іонні батареї зростають у популярності у промислових умовах. Основні:

Висока потужність і довговічність

Літій-іонні батареї мають більшу щільність енергії та довговічність порівняно з свинцевими акумуляторами. Вони можуть важити третину ваги і доставити однаковий вихід.

Їх життєвий цикл - ще одна головна перевага. Для промислової операції мета полягає в тому, щоб до мінімуму було тривати короткострокові повторювані витрати. За допомогою літій-іонних акумуляторів батареї навантажувачів можуть тривати втричі, що призводить до величезної економії витрат у довгостроковій перспективі.

Вони також можуть працювати на більшій глибині розряду до 80% без будь -якого впливу на їх здатність. Це має ще одну перевагу в економії часу. Операції не потрібно зупинятися на середині, щоб поміняти акумулятори, що може призвести до тисяч людей, заощаджених за достатньо великого періоду.

Високошвидкісна зарядка

З промисловими свинцевими акумуляторами звичайний час зарядки становить близько восьми годин. Це дорівнює цілому 8-годинному зсуву, де акумулятор недоступний для використання. Отже, менеджер повинен враховувати цей простої та придбати додаткові батареї.

З акумуляторами LifePO4 це не є викликом. Хороший приклад - цеROYPOW Industrial LifePO4 літієві батареї, які заряджаються в чотири рази швидше, ніж свинцеві кислотні батареї. Ще одна перевага - це здатність залишатися ефективною під час виписки. Свинцеві кислотні батареї часто страждають відставанням за продуктивністю під час розряду.

Лінія промислових акумуляторів Roypow також не має проблем з пам’яттю, завдяки ефективній системі управління акумуляторами. Свинцеві кислотні батареї часто страждають від цього питання, що може призвести до неспроможності досягти повної ємності.

З часом це спричиняє сульфату, яка може розрізати вже короткий термін експлуатації навпіл. Проблема часто виникає, коли батареї свинцевих кислот зберігаються без повного заряду. Літієві батареї можна заряджати через короткі проміжки часу і зберігатися на будь -якій якості вище нуля без проблем.

Безпека та поводження

Акумулятори LifePO4 мають величезну перевагу в промислових умовах. По -перше, вони мають чудову теплову стабільність. Ці батареї можуть працювати при температурі до 131 ° F, не зазнаючи жодних пошкоджень. Свинцеві кислотні акумулятори втратили б до 80% свого життєвого циклу при аналогічній температурі.

Ще одне питання - вага батарей. Для подібної ємності акумулятора свинцеві кислотні батареї важать значно більше. Таким чином, їм часто потрібне конкретне обладнання та довший час встановлення, що може призвести до меншої кількості людей, витрачених на роботу.

Ще одне питання - безпека працівників. Загалом, акумулятори LifePO4 безпечніші, ніж свинцеві акумулятори. Відповідно до рекомендацій OSHA, свинцеві кислотні акумулятори повинні зберігатися в спеціальній кімнаті з обладнанням, призначеним для усунення небезпечних випарів. Це вводить додаткові витрати та складність у промислову операцію.

Висновок

Літій-іонні батареї мають чітку перевагу в промислових умовах та для низькошвидкісних електромобілів. Вони тривають довше, отже, заощаджуючи гроші користувачів. Ці батареї також є нульовим технічним обслуговуванням, що особливо важливо в промислових умовах, де економія допомоги є першорядним.