Érdekes tények a lítium akkumulátorokról. Ha mérnök vagy a beszerzésben dolgozik, akkor lítium akkumulátorok közelében van. Ezek hajtják a targoncákat, biztosítják az adatközpontokat, ők a kereskedelmi ESS amit értékelsz. Ismeri a specifikációkat - feszültség, amperórák, ciklus élettartama. Az adatlapok nem mondják el a fontos dolgokat.
Az adatoktól való elrugaszkodás az, ahol az igazi felismerések vannak. Néhány tény, amit tudnod kell a modern világot működtető kémiáról.
Kamada Power 12v 100Ah Lifepo4 akkumulátor 12v 100Ah
Kamada Power 10kWh Powerwall otthoni akkumulátor
Kamada Power 48v 100Ah lítium golfkocsi akkumulátor
A lítium akkumulátorok története: A legújabb forradalom
Ősi érzés. Nem azok. A lítium-ion egy új technológia. Az alapvető tudományos eredményeket a 70-es években M. Stanley Whittingham dolgozta ki. A kritikus áttörést később John Goodenough és Akira Yoshino hozta meg - ez a munka hozta meg számukra a 2019-es Nobel-díjat.
De a Sony 1991-es kereskedelmi akkumulátora az, ami igazán beindította a tüzet. A technológia laboratóriumi koncepcióból a globális infrastruktúrává válása megdöbbentően gyorsan történt.
Hogyan működnek a lítium akkumulátorok
Az elv egyszerű. Az ionok két elektróda - egy negatív anód és egy pozitív katód - között mozognak. A töltés során az ionok az anódba kerülnek. A kisülés visszaküldi őket. Ez az ionmozgás a belső térben arra kényszeríti az elektronokat, hogy kifelé mozogjanak. Ezt az áramot használjuk.
Miért lítium? Két dolog miatt. Ez a legkönnyebb fém. A legnagyobb elektrokémiai potenciállal rendelkezik. Ez a kombináció egy dolgot ad: páratlan energiasűrűség. Nagyobb teljesítmény, kisebb súly. A régi ólom-savas technológia meg sem közelíti. A katód anyaga határozza meg az akkumulátor személyiségét. Ön az LFP (lítiumvas-foszfát) akkumulátort választja a ipari berendezések mert szükséged van rá, hogy biztonságos legyen, és hosszú, kemény életet éljen.
Meglepő tények a lítium akkumulátorokról
- Nem halnak meg a polcon. A lítium-ion egyik legfontosabb jellemzője a közel nulla önkisülési ráta. Talán 1-2% havonta. Hasonlítsuk ezt össze a régi NiCd technológiával, amely több mint 20%-t veszíthetett. Ez az oka annak, hogy egy hónapokig tárolt szerszám még mindig működik.
- A "lítium" sokféle dolgot jelent. Az akkumulátor a telefonodban? Valószínűleg egy vékony, rugalmas lítium-ion polimer (LiPo). Egy EV? Valószínűleg nikkel-mangán-kobaltot (NMC) használ a maximális hatótávolság érdekében. De egy targonca akkumulátor, egy nagy teljesítményű golfkocsi, vagy egy LAKÓKOCSI energiabank - ez lesz az LFP (lítiumvas-foszfát). Ezekben az alkalmazásokban a tartósság, a biztonság és a hosszú távú költségek számítanak.
Lítium akkumulátor élettartama és ciklikus élettartama
De az élettartamuk véges. Egy akkumulátor ciklus élettartama-hogy hány töltési/kisütési ciklust bír ki, mielőtt a kapacitás csökkenne- teljes mértékben a kémiai összetételétől függ:
- LFP (lítiumvas-foszfát): 4,000 - 8,000+ ciklus. Az egyértelmű győztes az ipari hardverek és a nagy igénybevételű esetek esetében, mint például Lakókocsik és napelemes rendszerek.
- NMC (nikkel-mangán-kobalt): 1000-3000 ciklus. A megfelelő kompromisszum sok elektromos jármű esetében.
- LCO (lítium-kobalt-oxid): 500-1000 ciklus. Elég jó a fogyasztói kütyükhöz, amelyek 3 év múlva már úgysem lesznek meg.
És a terepi adataink egy dologban egyértelműek: a hő az #1 gyilkosa ezeknek az akkumulátoroknak. A magas hőmérséklet tartósan tönkreteszi a kapacitást. Nincs visszaút.
Biztonsági tények, amelyeket tudnia kell
Láttad a tűzzel kapcsolatos szalagcímeket. Itt a valóság: egy megfelelően megtervezett lítium akkumulátor hihetetlenül biztonságos. Több rétegű védelemmel rendelkezik. A meghibásodási mód, ami miatt aggódni kell termikus elszabadulás. Láncreakció. Az egyik sejt túlmelegszik, és megfőzi a mellette lévő sejtet, ami megfőzi a következőt.
A BMS - az akkumulátor-kezelő rendszer - az, ami ezt megakadályozza. Ez egy dedikált számítógép, amely minden egyes cella feszültségét, hőmérsékletét és áramát figyeli. Ha hibát észlel, lekapcsolja az áramot. Azonnal. Ez a legkritikusabb biztonsági eszköz minden nátrium-ion akkumulátorcsomagban vagy lítium rendszerben.
Környezetvédelmi és újrahasznosítási tények
A bányászat hatása valós probléma. Az iparág válasza az újrahasznosításba történő hatalmas beruházás. Az új hidrometallurgiai módszerekkel több mint 95% értékes fém - lítium, kobalt, nikkel - nyerhető vissza.
Ez hatalmas előrelépés. Ez egy valódi "körforgásos gazdaság" kezdete, ahol a régi akkumulátorok csak az újak alapanyagául szolgálnak.
Csodálatos alkalmazások, amikről nem is tudtál
Ez a technológia messze túlmutat a telefonon.
- Űrkutatás: A NASA marsjárói és az ISS erősen módosított lítiumion-akkumulátorokkal működnek. Túl kell élniük a vákuumot és a brutális hőmérsékletingadozásokat.
- Tengeri alkalmazások: A vízen a kudarc nem opció. Mindenre használják, a csendes tengeralattjáró energiától kezdve a tengeri tartalék energia kereskedelmi hajókon.
- Orvostechnikai eszközök: Pacemakerek. Defibrillátorok. Ezek speciális, nem újratölthető lítium akkumulátorokat használnak, amelyeket úgy terveztek, hogy legalább egy évtizedig tökéletesek legyenek.
- Személyes energia és mobilitás: Ugyanaz a kemény LFP-technológia, amely a gyárból származik, most a személyes felszerelésünkben is megtalálható. High-end golfkocsik. Modern Lakókocsik mindent a hálózaton kívül működtetni. Nincs generátor.
Szórakoztató és kevésbé ismert apróságok
- A "lítium-ion" kissé félrevezető. A legtöbb cellában nincs fémes lítium. Csak ionok formájában létezik.
- Egyetlen Tesla Model S akkumulátora nagyjából 10 000 iPhone-nak megfelelő lítiumot tartalmaz.
Tippek a lítium akkumulátorok maximális kihasználásához
- Ne futtassa tovább nullára. Hangsúlyozza a kémiát. A részleges ciklusok jobbak.
- Tárolja félig tele. Hosszú távú tárolás esetén a 40-70% töltés a cél. Nem 100%.
- Tartsd hűvösen. A forró autó a leggyorsabb módja az akkumulátor leépülésének. A közvetlen napfény ugyanolyan rossz.
Következtetés
Mi a tanulság? A lítium akkumulátor nem csak egy alkatrészszám. Hanem egy darab összetett kémia. Ha tudjuk, hogyan működik - és hogyan hibásodik meg -, az jobb döntésekhez vezet. Jobb beszerzés, jobb működés. Tartsa tiszteletben a kémiai összetételt, és az eszköz működni fog.
Készen áll arra, hogy felfedezze, hogyan optimalizálhatja működését a megfelelő lítiumakkumulátor-kémia kiválasztása? Kapcsolatfelvétel személyre szabott akkumulátor-megoldásért.
GYIK
Meddig bírják a lítium akkumulátorok?
Ciklusokban gondolkodjon, ne években. A kémia az, ami számít. Egy ipari LFP akkumulátor több mint 4 000 ciklust biztosít, ami könnyen több mint 10 évig tart. Egy olcsó telefon akkumulátora csak 500 ciklusra lehet jó.
Túltölthetem a lítium akkumulátort?
Nem. Egy működő akkumulátor-kezelő rendszer (BMS) ezt nem engedi megtörténni. Az egész célja, hogy megakadályozza ezt. A BMS nem opcionális.
Minden lítium akkumulátor biztonságos?
Egy jó hírű gyártótól? És a specifikáción belül használták? Igen, nagyon biztonságosak. A biztonság a cella minőségétől és a BMS-től függ. A meghibásodások két dologra vezethetők vissza: olcsó, szabályozatlan akkumulátorok vagy fizikai bántalmazás.
Mi van akkor, ha egy olyan raktárban van szükségem akkumulátorra, ahol télen nagyon hideg van?
Ez egy klasszikus mérnöki probléma. A hagyományos lítium-ion nem működik jól hidegben. Két útvonala van szélsőséges hőmérsékleti teljesítmény. Első út: LFP akkumulátor beépített fűtőelemekkel. Második út: új technológiák, például nátrium-ion akkumulátorok. A hideget sokkal jobban kezelik önmagukban.