Батареяҳои литий-ион чистанд

Батареяҳои литий-ион як навъи маъмули кимиёвии батарея мебошанд. Бартарии асосии ин батареяҳо дар он аст, ки онҳо қобили пуркунии барқ мебошанд. Аз сабаби ин хусусият, онҳо имрӯз дар аксари дастгоҳҳои истеъмолӣ, ки аз батарея истифода мебаранд, мавҷуданд. Онҳоро дар телефонҳо, мошинҳои барқӣ ва аробаҳои голфи бо батарея коркунанда пайдо кардан мумкин аст.

Батареяҳои литий-ионӣ чӣ гуна кор мекунанд?

Батареяҳои литий-ион аз як ё якчанд элементҳои литий-ион иборатанд. Онҳо инчунин дорои тахтаи схемавии муҳофизатӣ мебошанд, ки аз пуркунии аз ҳад зиёд пешгирӣ мекунад. Ин элементҳо пас аз насб кардан дар корпус бо тахтаи схемавии муҳофизатӣ батарея номида мешаванд.

Оё батареяҳои литий-ион бо батареяҳои литий якхелаанд?

Не. Батареяи литий ва батареяи литий-ионӣ аз ҳамдигар хеле фарқ мекунанд. Фарқи асосӣ дар он аст, ки батареяҳои дуюмӣ қобили пуркунии барқ мебошанд. Фарқи асосии дигари онҳо мӯҳлати нигоҳдорӣ аст. Батареяи литий метавонад то 12 сол бе истифода кор кунад, дар ҳоле ки батареяҳои литий-ионӣ мӯҳлати нигоҳдорӣ то 3 сол доранд.

Қисмҳои асосии батареяҳои литий-ион кадомҳоянд

Ҳуҷайраҳои литий-ион чор ҷузъи асосӣ доранд. Инҳоянд:

Анод

Анод имкон медиҳад, ки барқ аз батарея ба схемаи беруна интиқол дода шавад. Он инчунин ҳангоми пур кардани батарея ионҳои литийро нигоҳ медорад.

Катод

Катод иқтидор ва шиддати элементро муайян мекунад. Он ҳангоми холӣ кардани батарея ионҳои литийро ба вуҷуд меорад.

Электролит

Электролит маводест, ки ҳамчун канали ҳаракати ионҳои литий байни катод ва анод хизмат мекунад. Он аз намакҳо, иловаҳо ва ҳалкунандаҳои гуногун иборат аст.

Ҷудокунанда

Қисми ниҳоӣ дар элементи литий-ион ҷудокунанда аст. Он ҳамчун монеаи ҷисмонӣ барои нигоҳ доштани катод ва анод аз ҳам ҷудо амал мекунад.

Батареяҳои литий-ион тавассути интиқоли ионҳои литий аз катод ба анод ва баръакс тавассути электролит кор мекунанд. Ҳангоми ҳаракати ионҳо, онҳо электронҳои озодро дар анод фаъол мекунанд ва дар коллектори ҷараёни мусбат заряд эҷод мекунанд. Ин электронҳо тавассути дастгоҳ, телефон ё аробачаи голф ба коллектори манфӣ ва баръакс ба катод мегузаранд. Ҷараёни озоди электронҳо дар дохили батарея аз ҷониби ҷудокунанда пешгирӣ карда мешавад ва онҳоро ба самти контактҳо маҷбур мекунад.

Ҳангоми пур кардани батареяи литий-ион, катод ионҳои литийро раҳо мекунад ва онҳо ба сӯи анод ҳаракат мекунанд. Ҳангоми холӣ кардани барқ, ионҳои литий аз анод ба катод ҳаракат мекунанд, ки ҷараёни ҷараёнро ба вуҷуд меорад.

Батареяҳои литий-ионӣ кай ихтироъ шудаанд?

Батареяҳои литий-ионӣ бори аввал дар солҳои 70-ум аз ҷониби кимиёшиноси англис Стэнли Виттингем ихтироъ шуда буданд. Дар давоми таҷрибаҳои ӯ, олимон кимиёвии гуногунро барои батареяе, ки метавонад худро пур кунад, таҳқиқ карданд. Аввалин озмоиши ӯ истифодаи дисульфиди титан ва литийро ҳамчун электродҳо дар бар мегирифт. Аммо, батареяҳо кӯтоҳмуддат пайваст мешуданд ва таркиш мекарданд.

Дар солҳои 80-ум, олими дигар, Ҷон Б. Гуденаф, ин корро ба ӯҳда гирифт. Пас аз чанде, Акира Йошино, химики ҷопонӣ, таҳқиқоти ин технологияро оғоз кард. Йошино ва Гуденаф исбот карданд, ки металли литий сабаби асосии таркишҳо буд.

Дар солҳои 90-ум, технологияи литий-ион маъруфият пайдо кард ва то охири даҳсола зуд ба як манбаи маъмули нерӯи барқ табдил ёфт. Ин бори аввал буд, ки ин технология аз ҷониби Sony ба тиҷорат ворид карда шуд. Ин сабти пасти бехатарии батареяҳои литий боиси рушди батареяҳои литий-ион гардид.

Гарчанде ки батареяҳои литий метавонанд зичии энергияи баландтарро нигоҳ доранд, онҳо ҳангоми пуркунӣ ва холӣ кардани барқ бехатар нестанд. Аз тарафи дигар, батареяҳои литий-ионӣ ҳангоми риояи дастурҳои асосии бехатарӣ барои пуркунӣ ва холӣ кардани барқ хеле бехатаранд.

Беҳтарин химияи иони литий кадом аст?

Намудҳои зиёди кимиёвии батареяҳои литий-ионӣ мавҷуданд. Онҳое, ки аз ҷиҳати тиҷоратӣ дастрасанд, инҳоянд:

Титанати литий
Литий Никел Кобалт Оксиди Алюминий
Литий Никел Марганец Кобалт Оксид
Оксиди литий-марганец (LMO)
Оксиди литий-кобалт
Фосфати оҳани литий (LiFePO4)

Барои батареяҳои литий-ион намудҳои гуногуни кимиёвӣ мавҷуданд. Ҳар яки онҳо ҷанбаҳои мусбат ва манфии худро дорад. Аммо, баъзеи онҳо танҳо барои ҳолатҳои мушаххаси истифода мувофиқанд. Аз ин рӯ, намуди интихобкардаи шумо аз ниёзҳои шумо ба нерӯи барқ, буҷа, таҳаммулпазирии бехатарӣ ва ҳолати мушаххаси истифода вобаста аст.

Аммо, батареяҳои LiFePO4 аз ҳама вариантҳои дастрастарини тиҷоратӣ мебошанд. Ин батареяҳо дорои электроди карбонии графитӣ мебошанд, ки ҳамчун анод ва фосфат ҳамчун катод хизмат мекунад. Онҳо мӯҳлати кори дароз доранд, ки то 10,000 давраро дар бар мегирад.

Илова бар ин, онҳо устувории гармии аълоро таъмин мекунанд ва метавонанд бо суръати баланди талабот ба таври бехатар мубориза баранд. Батареяҳои LiFePO4 барои ҳарорати паст то 510 дараҷаи Фаренгейт арзёбӣ шудаанд, ки баландтарин дар байни ҳама намуди батареяҳои литий-ионии дастраси тиҷорӣ мебошад.

Афзалиятҳои батареяҳои LiFePO4

Дар муқоиса бо батареяҳои кислотаи сурб ва дигар батареяҳои литийӣ, батареяҳои литий-оҳан-фосфатӣ бартарии бузурге доранд. Онҳо самаранок пур ва холӣ мешаванд, дарозтар кор мекунанд ва метавонанд...клодбе аз даст додани иқтидор. Ин бартариҳо маънои онро дорад, ки батареяҳо дар тӯли мӯҳлати хизмати худ дар муқоиса бо дигар намудҳои батареяҳо сарфаи бузурги хароҷотро таъмин мекунанд. Дар зер ба бартариҳои мушаххаси ин батареяҳо дар мошинҳои барқии пастсуръат ва таҷҳизоти саноатӣ назар карда мешавад.

Батареяи LiFePO4 дар мошинҳои пастсуръат

Мошинҳои барқии пастсуръат (LEV) мошинҳои чорчарха мебошанд, ки вазни онҳо камтар аз 3000 фунт аст. Онҳо бо батареяҳои барқӣ кор мекунанд, ки ин онҳоро ба интихоби маъмул барои аробаҳои голф ва дигар мақсадҳои фароғатӣ табдил медиҳад.

Ҳангоми интихоби варианти батарея барои LEV-и худ, яке аз муҳимтарин нуктаҳо дарозумрӣ аст. Масалан, аробаҳои голфи бо батарея коркунанда бояд қувваи кофӣ дошта бошанд, то дар майдони голфи 18-сӯрохӣ бидуни пуркунии барқ ронанд.

Нуктаи муҳими дигар ҷадвали нигоҳдорӣ мебошад. Батареяи хуб набояд ба нигоҳдорӣ ниёз дошта бошад, то аз фаъолияти оромонаи шумо ҳадди аксар лаззат барад.

Батарея инчунин бояд қодир бошад, ки дар шароити гуногуни обу ҳаво кор кунад. Масалан, он бояд ба шумо имкон диҳад, ки ҳам дар гармии тобистон ва ҳам дар тирамоҳ, вақте ки ҳарорат паст мешавад, голф бозӣ кунед.

Батареяи хуб инчунин бояд бо системаи идоракунӣ муҷаҳҳаз бошад, ки кафолат диҳад, ки он аз ҳад зиёд гарм намешавад ё аз ҳад зиёд хунук намешавад, ки ин боиси коҳиши иқтидори он мегардад.

Яке аз беҳтарин брендҳое, ки ба ҳамаи ин шартҳои асосӣ, вале муҳим ҷавобгӯ аст, ROYPOW мебошад. Хатти батареяҳои литии LiFePO4-и онҳо барои ҳарорати аз 4°F то 131°F пешбинӣ шудааст. Батареяҳо бо системаи идоракунии батареяи дохилӣ муҷаҳҳаз шудаанд ва насб карданашон хеле осон аст.

Барномаҳои саноатӣ барои батареяҳои литий-ион

Батареяҳои литий-ионӣ дар соҳаҳои саноатӣ як варианти маъмуланд. Маъмултарин моддаи кимиёвии истифодашаванда батареяҳои LiFePO4 мебошанд. Баъзе аз таҷҳизоти маъмултарин барои истифодаи ин батареяҳо инҳоянд:

Борбардорҳои гузаргоҳи танг
Борбардорҳои мутавозин
Лифтҳои сечарха
Рацияҳо
Савораҳои ниҳоӣ ва марказӣ

Сабабҳои зиёде мавҷуданд, ки чаро батареяҳои литий-ион дар корхонаҳои саноатӣ маъруфияти бештар пайдо мекунанд. Сабабҳои асосӣ инҳоянд:

Иқтидори баланд ва давомнокӣ

Батареяҳои литий-ионӣ дар муқоиса бо батареяҳои сурб-кислотаи сурб зичии энергия ва дарозумрии бештар доранд. Онҳо метавонанд сеяки вазнро дошта бошанд ва ҳамон ҳосилро таъмин кунанд.

Давраи ҳаёти онҳо як бартарии дигари муҳим аст. Барои фаъолияти саноатӣ, ҳадаф нигоҳ доштани хароҷоти такрории кӯтоҳмуддат ба ҳадди ақал мебошад. Бо батареяҳои литий-ион, батареяҳои борбардор метавонанд се маротиба зиёдтар кор кунанд, ки дар муддати тӯлонӣ ба сарфаи бузурги хароҷот оварда мерасонад.

Онҳо инчунин метавонанд дар чуқурии калонтари холӣшавии то 80% бе ягон таъсир ба иқтидори худ кор кунанд. Ин як бартарии дигар дар сарфаи вақт дорад. Барои иваз кардани батареяҳо амалиётҳо набояд дар нимароҳ қатъ карда шаванд, ки ин метавонад боиси сарфаи ҳазорҳо соатҳои корӣ дар тӯли муддати тӯлонӣ гардад.

Пуркунии баландсуръат

Дар батареяҳои саноатии сурб-кислотӣ, вақти муқаррарии пуркунии барқ тақрибан ҳашт соат аст. Ин ба як басти пурраи 8-соата баробар аст, ки дар он батарея барои истифода дастрас нест. Дар натиҷа, менеҷер бояд ин вақти бекористиро ба назар гирад ва батареяҳои иловагӣ харад.

Бо батареяҳои LiFePO4, ин мушкиле нест. Мисоли хуб ин астБатареяҳои литийи саноатии ROYPOW LifePO4, ки нисбат ба батареяҳои кислотаи сурб чор маротиба тезтар пур мешаванд. Бартарии дигар қобилияти нигоҳ доштани самаранокӣ ҳангоми холӣ кардани барқ аст. Батареяҳои кислотаи сурб аксар вақт ҳангоми холӣ кардани барқ аз таъхири коршоямӣ азият мекашанд.

Батареяҳои саноатии ROYPOW низ бо шарофати системаи самараноки идоракунии батарея ягон мушкилоти хотира надоранд. Батареяҳои кислотаи сурб аксар вақт аз ин мушкилот азият мекашанд, ки метавонад боиси нокомӣ дар расидан ба иқтидори пурра гардад.

Бо мурури замон, он боиси сулфатшавӣ мегардад, ки метавонад мӯҳлати хизмати аллакай кӯтоҳи онҳоро ду баробар кам кунад. Ин мушкилот аксар вақт вақте рух медиҳад, ки батареяҳои кислотаи сурб бе пуркунии пурра нигоҳ дошта мешаванд. Батареяҳои литийро метавон дар фосилаҳои кӯтоҳ пур кард ва дар ҳама гуна иқтидори болотар аз сифр бе ягон мушкилот нигоҳ дошт.

Бехатарӣ ва коркард

Батареяҳои LiFePO4 дар муҳити саноатӣ бартарии бузурге доранд. Аввалан, онҳо устувории гармии аъло доранд. Ин батареяҳо метавонанд дар ҳарорати то 131°F бе ягон осеб кор кунанд. Батареяҳои кислотаи сурб дар ҳарорати монанд то 80% давраи ҳаёти худро аз даст медиҳанд.

Мушкили дигар вазни батареяҳост. Барои иқтидори монанд, батареяҳои кислотаи сурб хеле вазнинтаранд. Аз ин рӯ, онҳо аксар вақт ба таҷҳизоти мушаххас ва вақти тӯлонитари насб ниёз доранд, ки ин метавонад боиси камтар сарф шудани соатҳои корӣ дар кор гардад.

Мушкили дигар бехатарии коргарон аст. Умуман, батареяҳои LiFePO4 нисбат ба батареяҳои сурб-кислота бехатартаранд. Тибқи дастурҳои OSHA, батареяҳои сурб-кислота бояд дар як ҳуҷраи махсус бо таҷҳизоте, ки барои нест кардани буғҳои хатарнок пешбинӣ шудаанд, нигоҳ дошта шаванд. Ин хароҷоти иловагӣ ва мураккабии кори саноатиро ба бор меорад.

Хулоса

Батареяҳои литий-ион дар муҳити саноатӣ ва барои мошинҳои барқии пастсуръат бартарии возеҳ доранд. Онҳо муддати дарозтар кор мекунанд ва дар натиҷа пули корбаронро сарфа мекунанд. Ин батареяҳо инчунин таъмирро талаб намекунанд, ки ин махсусан дар муҳити саноатӣ, ки сарфаи хароҷот дар ҷои аввал аст, муҳим аст.