Zer dira litio ioizko bateriak

Litio-ioizko bateriak bateria-kimika mota ezaguna dira. Bateria hauek eskaintzen duten abantaila nagusietako bat kargagarriak direla da. Ezaugarri honi esker, gaur egun bateria erabiltzen duten kontsumo-gailu gehienetan aurkitzen dira. Telefonoetan, ibilgailu elektrikoetan eta bateriaz elikatzen diren golf-gurdietan aurki daitezke.

Nola funtzionatzen dute litio-ioizko bateriek?

Litio-ioizko bateriak litio-ioizko zelula batez edo gehiagoz osatuta daude. Gainera, zirkuitu-plaka babesgarri bat dute gehiegi kargatzea saihesteko. Zelulak bateria deitzen dira zirkuitu-plaka babesgarri bat duen karkasa batean instalatzen direnean.

Litio-ioizko bateriak litiozko baterien berdinak al dira?

Ez. Litiozko bateria bat eta litio-ioizko bateria bat oso desberdinak dira. Desberdintasun nagusia azken hauek kargagarriak direla da. Beste desberdintasun nagusi bat iraupena da. Litiozko bateria batek 12 urte arte iraun dezake erabili gabe, eta litio-ioizko bateriek, berriz, 3 urte arteko iraupena dute.

Zeintzuk dira litio-ioizko baterien osagai nagusiak

Litio-ioizko zelulek lau osagai nagusi dituzte. Hauek dira:

Anodoa

Anodoak elektrizitatea bateriatik kanpoko zirkuitu batera mugitzea ahalbidetzen du. Litio ioiak ere gordetzen ditu bateria kargatzean.

Katodoa

Katodoa da zelularen edukiera eta tentsioa zehazten dituena. Bateria deskargatzean litio ioiak sortzen ditu.

Elektrolitoa

Elektrolitoa litio ioiek katodoaren eta anodoaren artean mugitzeko hodi gisa balio duen materiala da. Gatzez, gehigarriz eta hainbat disolbatzailez osatuta dago.

Bereizlea

Litio-ioizko zelula baten azken pieza bereizgailua da. Katodoa eta anodoa bereizteko hesi fisiko gisa jokatzen du.

Litio-ioizko bateriek funtzionatzen dute litio ioiak katodotik anodora eta alderantziz elektrolitoaren bidez mugituz. Ioiek mugitzen diren heinean, anodoko elektroi askeak aktibatzen dituzte, korronte-kolektore positiboan karga bat sortuz. Elektroi hauek gailutik, telefono edo golf-gurdi batetik, kolektore negatibora eta katodora itzultzen dira. Bateria barruko elektroien fluxu askea bereizgailuak eragozten du, kontaktuetara behartuz.

Litio-ioizko bateria bat kargatzen duzunean, katodoak litio ioiak askatzen ditu, eta anodorantz mugitzen dira. Deskargatzean, litio ioiak anodotik katodora mugitzen dira, eta horrek korronte-fluxua sortzen du.

Noiz asmatu ziren litio-ioizko bateriak?

Litio-ioizko bateriak lehen aldiz Stanley Whittingham kimikari ingelesak asmatu zituen 70eko hamarkadan. Bere esperimentuetan zehar, zientzialariek hainbat konposatu kimiko ikertu zituzten bere burua kargatu zezakeen bateria bat lortzeko. Bere lehen saiakerak titanio disulfuroa eta litioa erabili zituen elektrodo gisa. Hala ere, bateriak zirkuitulaburtu eta lehertu egiten ziren.

80ko hamarkadan, beste zientzialari batek, John B. Goodenough-ek, erronka onartu zuen. Handik gutxira, Akira Yoshino kimikari japoniar batek teknologiaren ikerketa hasi zuen. Yoshinok eta Goodenough-ek frogatu zuten litio metala zela leherketen kausa nagusia.

90eko hamarkadan, litio-ioizko teknologiak indarra hartzen hasi zen, eta hamarkadaren amaierarako energia-iturri ezagun bihurtu zen azkar. Sonyk teknologia hori merkaturatu zuen lehen aldia izan zen orduan. Litiozko baterien segurtasun-erregistro eskas horrek litio-ioizko baterien garapena bultzatu zuen.

Litiozko bateriek energia-dentsitate handiagoa izan dezaketen arren, ez dira seguruak kargatzen eta deskargatzen ari diren bitartean. Bestalde, litio-ioizko bateriak nahiko seguruak dira kargatzeko eta deskargatzeko, erabiltzaileek oinarrizko segurtasun-jarraibideak betetzen badituzte.

Zein da litio ioien kimika onena?

Litio-ioizko bateria mota ugari daude. Merkataritza-merkatuan eskuragarri daudenak hauek dira:

Litio titanatoa
Litio Nikel Kobalto Aluminio Oxidoa
Litio Nikel Manganeso Kobalto Oxidoa
Litio Manganeso Oxidoa (LMO)
Litio Kobalto Oxidoa
Litio Burdin Fosfatoa (LiFePO4)

Litio-ioizko baterien konposizio kimiko ugari daude. Bakoitzak bere alde onak eta txarrak ditu. Hala ere, batzuk erabilera kasu zehatzetarako bakarrik dira egokiak. Beraz, aukeratzen duzun mota zure energia beharren, aurrekontuaren, segurtasun tolerantziaren eta erabilera kasu zehatzaren araberakoa izango da.

Hala ere, LiFePO4 bateriak dira merkataritzan eskuragarrien dauden aukerak. Bateria hauek grafito karbono elektrodo bat dute, anodo gisa balio duena, eta fosfatoa katodo gisa. 10.000 ziklo arteko ziklo-bizitza luzea dute.

Gainera, egonkortasun termiko handia eskaintzen dute eta eskaeraren igoera laburrak segurtasunez kudeatu ditzakete. LiFePO4 bateriek 510 gradu Fahrenheit-eko ihes termikoaren atalasea dute, merkatuan eskuragarri dauden litio-ioizko bateria mota guztien artean altuena.

LiFePO4 baterien abantailak

Berun-azidozko eta litiozko beste bateriekin alderatuta, litio-burdin fosfatozko bateriek abantaila handia dute. Eraginkortasunez kargatzen eta deskargatzen dira, gehiago irauten dute eta ziklo sakonak egin ditzakete.garbiedukiera galdu gabe. Abantaila hauek esan nahi dute bateriek kostu-aurrezpen handiak eskaintzen dituztela beren bizitza osoan zehar, beste bateria mota batzuekin alderatuta. Jarraian, bateria hauen abantaila espezifikoak aztertuko ditugu abiadura txikiko potentziako ibilgailuetan eta industria-ekipoetan.

LiFePO4 bateria abiadura txikiko ibilgailuetan

Abiadura txikiko ibilgailu elektrikoak (LEV) 3000 kilo baino gutxiago pisatzen duten lau gurpileko ibilgailuak dira. Bateria elektrikoekin funtzionatzen dute, eta horrek aukera ezaguna bihurtzen ditu golf-gurdietarako eta beste aisialdirako erabileretarako.

Zure LEVrako bateria aukeratzerakoan, kontuan hartu beharreko gauza garrantzitsuenetako bat iraupena da. Adibidez, bateriaz elikatzen diren golf-gurdiek nahikoa potentzia izan beharko lukete 18 zuloko golf-zelaian zehar kargatu beharrik gabe ibiltzeko.

Beste kontu garrantzitsu bat mantentze-lanen egutegia da. Bateria on batek ez luke mantentze-lanik behar zure aisialdiko jardueraz ahalik eta gozamen handiena bermatzeko.

Bateriak eguraldi baldintza desberdinetan funtzionatzeko gai izan beharko luke. Adibidez, udako beroan zein udazkenean, tenperaturak jaisten direnean, golfean jokatzeko aukera eman beharko lizuke.

Bateria on batek kontrol sistema bat ere izan beharko luke, gehiegi berotu edo hoztu ez dadin, bere edukiera murriztuz.

Oinarrizko baldintza garrantzitsu hauek guztiak betetzen dituen marka onenetako bat ROYPOW da. Haien LiFePO4 litiozko baterien lerroa 4 °F eta 131 °F arteko tenperaturetarako balio du. Bateriek barneko bateria kudeatzeko sistema dute eta oso erraz instalatzen dira.

Litio-ioizko baterien aplikazio industrialak

Litio-ioizko bateriak aukera ezaguna dira industria-aplikazioetan. Erabiltzen den kimika ohikoena LiFePO4 bateriak dira. Bateria hauek erabiltzeko ekipamendu ohikoenetako batzuk hauek dira:

Pasabide estuko sardexkak
Kontrapisudun sardexkak
3 gurpileko sardexka-jasogailuak
Walkie pilagailuak
Amaierako eta erdiko zaldunak

Litio ioizko bateriak gero eta ezagunagoak izatearen arrazoi asko daude industria-inguruneetan. Nagusiak hauek dira:

Edukiera eta Iraupen Handia

Litio-ioizko bateriek energia-dentsitate eta iraupen handiagoa dute berun-azidozko bateriekin alderatuta. Pisuaren herena pisatu eta irteera bera eman dezakete.

Haien bizi-zikloa beste abantaila handi bat da. Industria-eragiketa batentzat, helburua epe laburreko kostu errepikakorrak ahalik eta txikienak izatea da. Litio-ioizko bateriekin, sardexka-kargagailuen bateriek hiru aldiz gehiago iraun dezakete, eta horrek epe luzera kostu-aurrezpen handiak dakartza.

Gainera, % 80ko deskarga-sakonera handiagoan funtziona dezakete, beren edukieran inolako eraginik izan gabe. Horrek beste abantaila bat du denbora aurreztean. Eragiketek ez dute erdibidean gelditu behar bateriak aldatzeko, eta horrek milaka lan-ordu aurreztea ekar dezake denbora-tarte nahiko luze batean.

Abiadura Handiko Kargatzea

Industria-berun-azido bateriekin, kargatzeko denbora normala zortzi ordu ingurukoa da. Horrek 8 orduko txanda oso baten baliokidea da, non bateria erabili ezin den. Ondorioz, kudeatzaileak denbora-muga hori kontuan hartu eta bateria gehigarriak erosi behar ditu.

LiFePO4 bateriekin, hori ez da erronka bat. Adibide ona daROYPOW LifePO4 litiozko bateria industrialak, berun-azidozko bateriek baino lau aldiz azkarrago kargatzen direnak. Beste abantaila bat deskargatzean eraginkortasunez mantentzeko gaitasuna da. Berun-azidozko bateriek askotan atzerapena izaten dute errendimenduan deskargatzen diren heinean.

ROYPOW bateria industrialen lerroak ez du memoria arazorik, bateria kudeatzeko sistema eraginkor bati esker. Berun-azidozko bateriek arazo hau izaten dute askotan, eta horrek gaitasun osoa lortzea eragotzi dezake.

Denborarekin, sulfatazioa eragiten du, eta horrek haien iraupen laburra erdira murriztu dezake. Arazoa askotan gertatzen da berun-azidozko bateriak kargatu gabe gordetzen direnean. Litiozko bateriak tarte laburretan kargatu eta zerotik gorako edozein edukierarekin gorde daitezke arazorik gabe.

Segurtasuna eta manipulazioa

LiFePO4 bateriek abantaila handia dute industria-inguruneetan. Lehenik eta behin, egonkortasun termiko handia dute. Bateria hauek 59 °C-ko tenperaturetan funtziona dezakete kalterik jasan gabe. Berun-azidozko bateriek beren bizi-zikloaren % 80 galduko lukete antzeko tenperaturan.

Beste arazo bat baterien pisua da. Bateriaren edukiera berdina izanda, berun-azidozko bateriek askoz gehiago pisatzen dute. Horregatik, askotan ekipamendu espezifikoa eta instalazio-denbora luzeagoa behar izaten dute, eta horrek lanean lan-ordu gutxiago ematea ekar dezake.

Beste arazo bat langileen segurtasuna da. Oro har, LiFePO4 bateriak berun-azidozko bateriak baino seguruagoak dira. OSHAren jarraibideen arabera, berun-azidozko bateriak lurrun arriskutsuak ezabatzeko diseinatutako ekipamenduarekin gorde behar dira gela berezi batean. Horrek kostu eta konplexutasun gehigarria dakar industria-eragiketa batean.

Ondorioa

Litio-ioizko bateriek abantaila argia dute industria-inguruneetan eta abiadura txikiko ibilgailu elektrikoetan. Iraupen luzeagoa dute, eta, ondorioz, erabiltzaileei dirua aurrezten diete. Bateria hauek mantentze-lanik gabekoak dira, eta hori bereziki garrantzitsua da kostuak aurreztea funtsezkoa den industria-ingurune batean.