Wat is litiumioonbatterye

Litiumioonbatterye is 'n gewilde tipe batterychemie. 'n Groot voordeel wat hierdie batterye bied, is dat hulle herlaaibaar is. As gevolg van hierdie kenmerk word hulle vandag in die meeste verbruikerstoestelle gevind wat 'n battery gebruik. Hulle kan gevind word in fone, elektriese voertuie en battery-aangedrewe gholfkarretjies.

Hoe werk litium-ioon batterye?

Litiumioonbatterye bestaan uit een of meer litiumioon-selle. Hulle bevat ook 'n beskermende stroombaanbord om oorlading te voorkom. Die selle word batterye genoem sodra hulle in 'n omhulsel met 'n beskermende stroombaanbord geïnstalleer is.

Is litium-ioonbatterye dieselfde as litiumbatterye?

Nee. 'n Litiumbattery en 'n litiumioonbattery verskil drasties. Die hoofverskil is dat laasgenoemde herlaaibaar is. Nog 'n groot verskil is die rakleeftyd. 'n Litiumbattery kan tot 12 jaar ongebruik hou, terwyl litiumioonbatterye 'n rakleeftyd van tot 3 jaar het.

Wat is die belangrikste komponente van litiumioonbatterye?

Litiumioon-selle het vier hoofkomponente. Hierdie is:

Anode

Die anode laat elektrisiteit toe om van die battery na 'n eksterne stroombaan te beweeg. Dit stoor ook litiumione wanneer die battery gelaai word.

Katode

Die katode bepaal die sel se kapasiteit en spanning. Dit produseer litiumione wanneer die battery ontlaai word.

Elektroliet

Die elektroliet is 'n materiaal wat dien as 'n kanaal vir litiumione om tussen die katode en anode te beweeg. Dit bestaan uit soute, bymiddels en verskeie oplosmiddels.

Die Skeider

Die laaste stuk in 'n litiumioonsel is die skeier. Dit dien as 'n fisiese versperring om die katode en anode uitmekaar te hou.

Litiumioonbatterye werk deur litiumione van die katode na die anode en andersom via die elektroliet te beweeg. Soos die ione beweeg, aktiveer hulle vrye elektrone in die anode, wat 'n lading by die positiewe stroomkollektor skep. Hierdie elektrone vloei deur die toestel, 'n foon of gholfkarretjie, na die negatiewe kollektor en terug in die katode. Die vrye vloei van elektrone binne die battery word deur die skeier verhoed, wat hulle na die kontakte dwing.

Wanneer jy 'n litiumioonbattery laai, sal die katode litiumione vrystel, en hulle beweeg na die anode toe. Wanneer hulle ontlaai, beweeg litiumione van die anode na die katode, wat 'n stroomvloei genereer.

Wanneer is litium-ioonbatterye uitgevind?

Litiumioonbatterye is in die 70's deur die Engelse chemikus Stanley Whittingham bedink. Tydens sy eksperimente het die wetenskaplikes verskeie chemiese middels vir 'n battery wat homself kon herlaai, ondersoek. Sy eerste proefneming het titaandisulfied en litium as die elektrodes behels. Die batterye sou egter kortsluit en ontplof.

In die 80's het 'n ander wetenskaplike, John B. Goodenough, die uitdaging aangepak. Kort daarna het Akira Yoshino, 'n Japannese chemikus, navorsing oor die tegnologie begin. Yoshino en Goodenough het bewys dat litiummetaal die hoofrede vir ontploffings was.

In die 90's het litium-ioon-tegnologie begin vastrapplek kry en teen die einde van die dekade vinnig 'n gewilde kragbron geword. Dit was die eerste keer dat die tegnologie deur Sony gekommersialiseer is. Daardie swak veiligheidsrekord van litiumbatterye het die ontwikkeling van litium-ioonbatterye aangespoor.

Alhoewel litiumbatterye 'n hoër energiedigtheid kan hou, is hulle onveilig tydens laai en ontlaai. Aan die ander kant is litiumioonbatterye redelik veilig om te laai en te ontlaai wanneer gebruikers basiese veiligheidsriglyne volg.

Wat is die beste litiumioonchemie?

Daar is talle tipes litiumioonbattery-chemieë. Die kommersieel beskikbare is:

Litiumtitanaat
Litium Nikkel Kobalt Aluminiumoksied
Litium Nikkel Mangaan Kobaltoksied
Litiummangaanoksied (LMO)
Litiumkobaltoksied
Litiumysterfosfaat (LiFePO4)

Daar is talle tipes chemiese prosesse vir litiumioonbatterye. Elkeen het sy voor- en nadele. Sommige is egter slegs geskik vir spesifieke gebruiksgevalle. As sodanig sal die tipe wat jy kies afhang van jou kragbehoeftes, begroting, veiligheidstoleransie en spesifieke gebruiksgeval.

LiFePO4-batterye is egter die mees kommersieel beskikbare opsie. Hierdie batterye bevat 'n grafietkoolstofelektrode, wat as die anode dien, en fosfaat as die katode. Hulle het 'n lang sikluslewe van tot 10 000 siklusse.

Daarbenewens bied hulle uitstekende termiese stabiliteit en kan hulle kort piekings in aanvraag veilig hanteer. LiFePO4-batterye word gegradeer vir 'n termiese wegholdrempel van tot 510 grade Fahrenheit, die hoogste van enige kommersieel beskikbare litiumioonbatterytipe.

Voordele van LiFePO4-batterye

In vergelyking met loodsuur en ander litium-gebaseerde batterye, het litium-ysterfosfaat batterye 'n groot voordeel. Hulle laai en ontlaai doeltreffend, hou langer en kan diep siklusseer.klesonder om kapasiteit te verloor. Hierdie voordele beteken dat die batterye groot kostebesparings oor hul leeftyd bied in vergelyking met ander batterytipes. Hieronder is 'n blik op die spesifieke voordele van hierdie batterye in laespoed-kragvoertuie en industriële toerusting.

LiFePO4-battery in laespoedvoertuie

Laespoed-elektriese voertuie (LEV's) is vierwielvoertuie wat minder as 3000 pond weeg. Hulle word aangedryf deur elektriese batterye, wat hulle 'n gewilde keuse maak vir gholfkarretjies en ander ontspanningsgebruike.

Wanneer jy die battery-opsie vir jou LEV kies, is een van die belangrikste oorwegings die duursaamheid daarvan. Byvoorbeeld, battery-aangedrewe gholfkarretjies moet genoeg krag hê om op 'n 18-putjie gholfbaan te ry sonder om te herlaai.

Nog 'n belangrike oorweging is die onderhoudskedule. 'n Goeie battery behoort geen onderhoud te benodig om maksimum genot van jou ontspanningsaktiwiteit te verseker.

Die battery moet ook in verskillende weersomstandighede kan werk. Dit moet jou byvoorbeeld toelaat om gholf te speel in beide die somerhitte en in die herfs wanneer temperature daal.

'n Goeie battery moet ook met 'n beheerstelsel kom wat verseker dat dit nie oorverhit of te veel afkoel nie, wat die kapasiteit daarvan verlaag.

Een van die beste handelsmerke wat aan al hierdie basiese maar belangrike voorwaardes voldoen, is ROYPOW. Hul reeks LiFePO4-litiumbatterye is gegradeer vir temperature van 4°F tot 131°F. Die batterye kom met 'n ingeboude batterybestuurstelsel en is uiters maklik om te installeer.

Industriële toepassings vir litiumioonbatterye

Litiumioonbatterye is 'n gewilde opsie in industriële toepassings. Die mees algemene chemie wat gebruik word, is LiFePO4-batterye. Van die mees algemene toerusting wat hierdie batterye gebruik, is:

Smalgang-vurkhysers
Teengebalanseerde vurkhysers
3-wiel vurkhysers
Walkie-stapelaars
Eind- en middelryers

Daar is baie redes waarom litiumioonbatterye in industriële omgewings in gewildheid toeneem. Die belangrikste is:

Hoë kapasiteit en langlewendheid

Litiumioonbatterye het 'n groter energiedigtheid en lewensduur in vergelyking met loodsuurbatterye. Hulle kan 'n derde van die gewig weeg en dieselfde uitset lewer.

Hul lewensiklus is nog 'n groot voordeel. Vir 'n industriële operasie is die doel om korttermyn herhalende koste tot 'n minimum te beperk. Met litiumioonbatterye kan vurkhyserbatterye drie keer so lank hou, wat op die lange duur tot groot kostebesparings lei.

Hulle kan ook op 'n groter ontladingsdiepte van tot 80% werk sonder enige impak op hul kapasiteit. Dit het nog 'n voordeel in tydbesparing. Bedrywighede hoef nie halfpad te stop om batterye te vervang nie, wat kan lei tot duisende man-ure wat oor 'n groot genoeg tydperk bespaar word.

Hoëspoedlaai

Met industriële loodsuurbatterye is die normale laaityd ongeveer agt uur. Dit is gelykstaande aan 'n hele 8-uur skof waar die battery nie beskikbaar is vir gebruik nie. Gevolglik moet 'n bestuurder rekening hou met hierdie stilstandtyd en ekstra batterye aankoop.

Met LiFePO4-batterye is dit nie 'n uitdaging nie. 'n Goeie voorbeeld is dieROYPOW industriële LifePO4 litiumbatterye, wat vier keer vinniger laai as loodsuurbatterye. Nog 'n voordeel is die vermoë om doeltreffend te bly tydens ontlading. Loodsuurbatterye ly dikwels 'n agterstand in werkverrigting soos hulle ontlaai.

Die ROYPOW-lyn van industriële batterye het ook geen geheueprobleme nie, danksy 'n doeltreffende batterybestuurstelsel. Loodsuurbatterye ly dikwels aan hierdie probleem, wat kan lei tot 'n onvermoë om volle kapasiteit te bereik.

Met verloop van tyd veroorsaak dit sulfasie, wat hul reeds kort lewensduur met die helfte kan verminder. Die probleem kom dikwels voor wanneer loodsuurbatterye sonder 'n volle lading gestoor word. Litiumbatterye kan met kort tussenposes gelaai word en sonder probleme teen enige kapasiteit bo nul gestoor word.

Veiligheid en hantering

LiFePO4-batterye het 'n groot voordeel in industriële omgewings. Eerstens het hulle goeie termiese stabiliteit. Hierdie batterye kan in temperature van tot 131°F werk sonder om enige skade te ly. Loodsuurbatterye sal tot 80% van hul lewensiklus by 'n soortgelyke temperatuur verloor.

Nog 'n probleem is die gewig van die batterye. Vir 'n soortgelyke batterykapasiteit weeg loodsuurbatterye aansienlik meer. As sodanig benodig hulle dikwels spesifieke toerusting en langer installasietyd, wat kan lei tot minder man-ure wat aan die werk bestee word.

Nog 'n kwessie is werkersveiligheid. Oor die algemeen is LiFePO4-batterye veiliger as loodsuurbatterye. Volgens OSHA-riglyne moet loodsuurbatterye in 'n spesiale kamer gestoor word met toerusting wat ontwerp is om gevaarlike dampe te verwyder. Dit bring ekstra koste en kompleksiteit in 'n industriële operasie mee.

Gevolgtrekking

Litiumioonbatterye het 'n duidelike voordeel in industriële omgewings en vir laespoed-elektriese voertuie. Hulle hou langer, wat gebruikers gevolglik geld bespaar. Hierdie batterye is ook geen onderhoud nodig nie, wat veral belangrik is in 'n industriële omgewing waar kostebesparing van die allergrootste belang is.