الدليل الكامل لبطارية الليثيوم أيون للرافعة الشوكية مقابل حمض الرصاص

عندما يتعلق الأمر باختيار البطارية المناسبة لتطبيقك ، فمن المحتمل أن يكون لديك قائمة بالشروط التي تحتاج إلى الوفاء بها. ما هو مقدار الجهد المطلوب ، ما هي متطلبات السعة ، الدورية أو الاحتياطية ، إلخ.

بمجرد تضييق التفاصيل ، قد تتساءل ، "هل أحتاج إلى بطارية ليثيوم أم بطارية حمض الرصاص التقليدية المختومة؟" أو ، الأهم من ذلك ، "ما هو الفرق بين الليثيوم وحمض الرصاص المختوم؟" هناك العديد من العوامل التي يجب مراعاتها قبل اختيار كيمياء البطارية ، حيث يتمتع كلاهما بنقاط قوة وضعف.

لأغراض هذه المدونة ، يشير الليثيوم إلى بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) فقط ، ويشير SLA إلى بطاريات حمض الرصاص / حمض الرصاص المختومة.

هنا نلقي نظرة على اختلافات الأداء بين بطاريات الليثيوم وحمض الرصاص

أداء دوري ليثيوم مقابل جيش تحرير السودان

يتمثل الاختلاف الأكثر بروزًا بين فوسفات حديد الليثيوم وحمض الرصاص في حقيقة أن سعة بطارية الليثيوم مستقلة عن معدل التفريغ. يقارن الشكل أدناه السعة الفعلية كنسبة مئوية من السعة المقدرة للبطارية مقابل معدل التفريغ كما تم التعبير عنه بواسطة C (C يساوي تيار التفريغ مقسومًا على تصنيف السعة). مع معدلات تفريغ عالية جدًا ، على سبيل المثال .8C ، تبلغ سعة بطارية الرصاص الحمضية 60٪ فقط من السعة المقدرة.

قدرة بطارية الليثيوم مقابل أنواع مختلفة من بطاريات الرصاص الحمضية في تيارات تفريغ مختلفة

بطاريات الليثيوم لها عمر أطول من أي حزمة طاقة حمض الرصاص. يتراوح العمر الافتراضي لبطاريات الرصاص الحمضية بين 1000 و 1500 دورة أو أقل. تدوم بطارية ليثيوم أيون ما لا يقل عن 3,000 دورة إضافية حسب التطبيق.

لذلك ، في التطبيقات الدورية حيث يكون معدل التفريغ غالبًا أكبر من 0.1 درجة مئوية ، غالبًا ما يكون لبطارية الليثيوم ذات التصنيف الأقل سعة فعلية أعلى من بطارية حمض الرصاص المماثلة. هذا يعني أنه في نفس تصنيف السعة ، سيكلف الليثيوم أكثر ، ولكن يمكنك استخدام ليثيوم ذات سعة أقل لنفس التطبيق بسعر أقل. تكلفة الملكية عندما تفكر في الدورة ، تزيد من قيمة بطارية الليثيوم عند مقارنتها ببطارية حمض الرصاص.

ثاني أبرز فرق بين SLA والليثيوم هو الأداء الدوري للليثيوم. يبلغ عمر دورة الليثيوم عشرة أضعاف عمر دورة SLA في معظم الظروف. هذا يجعل تكلفة دورة الليثيوم أقل من SLA ، مما يعني أنه سيتعين عليك استبدال بطارية ليثيوم أقل من SLA في تطبيق دوري.

مقارنة عمر دورة بطارية LiFePO4 مقابل SLA

توصيل مستمر للطاقة ليثيوم حامض الرصاص

يوفر الليثيوم نفس القدر من الطاقة طوال دورة التفريغ بأكملها ، في حين يبدأ توصيل طاقة اتفاقية مستوى الخدمة (SLA) بقوة ، ولكنه يتبدد. تظهر ميزة القدرة الثابتة لليثيوم في الرسم البياني أدناه الذي يوضح الجهد مقابل حالة الشحن.

هنا نرى ميزة الطاقة الثابتة لليثيوم مقابل حمض الرصاص

بطارية الليثيوم كما هو موضح باللون البرتقالي لها جهد ثابت حيث يتم تفريغها طوال فترة التفريغ بالكامل. القوة هي دالة للجهد مرات التيار. سيكون الطلب الحالي ثابتًا ، وبالتالي ستكون الطاقة المقدمة ، مضروبة التيار ، ثابتة. لذا ، دعنا نضع هذا في مثال واقعي.

هل سبق لك أن قمت بتشغيل مصباح يدوي ولاحظت أنه أضعف من آخر مرة قمت بتشغيله؟ هذا لأن البطارية الموجودة داخل المصباح تحتضر ، لكنها لم تنفد تمامًا بعد. إنها تعطي القليل من الطاقة ، لكنها ليست كافية لإضاءة المصباح بالكامل.

إذا كانت هذه بطارية ليثيوم ، فسيكون المصباح ساطعًا تمامًا من بداية حياته حتى النهاية. بدلاً من أن يتضاءل ، لن يتم تشغيل المصباح على الإطلاق إذا كانت البطارية ميتة.

أوقات شحن الليثيوم وجيش تحرير السودان

من المعروف أن شحن بطاريات SLA بطيء. في معظم التطبيقات الدورية ، تحتاج إلى توفر بطاريات SLA إضافية حتى يظل بإمكانك استخدام التطبيق أثناء شحن البطارية الأخرى. في التطبيقات الاحتياطية ، يجب الاحتفاظ ببطارية SLA في حالة شحن عائم.

مع بطاريات الليثيوم ، يكون الشحن أسرع أربع مرات من SLA. يعني الشحن الأسرع أن هناك وقتًا أطول في استخدام البطارية ، وبالتالي تتطلب بطاريات أقل. كما أنها تتعافى بسرعة بعد حدث ما (كما هو الحال في تطبيق النسخ الاحتياطي أو الاستعداد). على سبيل المكافأة ، ليست هناك حاجة للحفاظ على الليثيوم على شحنة عائمة للتخزين. لمزيد من المعلومات حول كيفية شحن بطارية الليثيوم ، يرجى الاطلاع على شحن الليثيوم
يرشد.

أداء بطارية درجات الحرارة العالية

أداء الليثيوم أعلى بكثير من SLA في تطبيقات درجات الحرارة العالية. في الواقع ، لا يزال عمر دورة الليثيوم عند 55 درجة مئوية ضعف دورة حياة الليثيوم كما يفعل SLA في درجة حرارة الغرفة. سيتفوق الليثيوم في أدائه على الرصاص في ظل معظم الظروف ، ولكنه قوي بشكل خاص في درجات الحرارة المرتفعة.

دورة الحياة مقابل درجات الحرارة المختلفة لبطاريات LiFePO4

أداء بطارية درجة الحرارة الباردة

يمكن أن تسبب درجات الحرارة الباردة انخفاضًا ملحوظًا في السعة لجميع كيماويات البطاريات. بمعرفة ذلك ، هناك شيئان يجب مراعاتهما عند تقييم استخدام بطارية لدرجة الحرارة الباردة: الشحن والتفريغ. لن تقبل بطارية الليثيوم الشحن عند درجة حرارة منخفضة (أقل من 32 درجة فهرنهايت). ومع ذلك ، يمكن لاتفاقية مستوى الخدمة قبول الشحنات الحالية المنخفضة عند درجة حرارة منخفضة.

على العكس من ذلك ، تتمتع بطارية الليثيوم بسعة تفريغ أعلى في درجات الحرارة الباردة من SLA. هذا يعني أن بطاريات الليثيوم لا يجب أن يتم تصميمها أكثر من اللازم لدرجات الحرارة الباردة ، ولكن الشحن قد يكون عاملاً مقيدًا. عند 0 درجة فهرنهايت ، يتم تفريغ الليثيوم بنسبة 70٪ من سعته المقدرة ، ولكن اتفاقية مستوى الخدمة عند 45٪.

شيء واحد يجب مراعاته في درجة الحرارة الباردة هو حالة بطارية الليثيوم عندما تريد شحنها. إذا كانت البطارية قد انتهت للتو من التفريغ ، فستكون البطارية قد تولدت حرارة كافية لقبول الشحن. إذا كانت هناك فرصة للبطارية لتبريد ، فقد لا تقبل الشحن إذا كانت درجة الحرارة أقل من 32 درجة فهرنهايت.

تركيب البطارية

إذا كنت قد حاولت في أي وقت تثبيت بطارية حمض الرصاص ، فأنت تعلم مدى أهمية عدم تثبيتها في وضع معكوس لمنع أي مشاكل محتملة في التنفيس. بينما تم تصميم اتفاقية مستوى الخدمة (SLA) بحيث لا تتسرب ، تسمح الفتحات بإطلاق بعض الغازات المتبقية.

في تصميم بطارية الليثيوم ، تكون الخلايا مغلقة بشكل فردي ولا يمكن أن تتسرب. هذا يعني أنه لا توجد قيود في اتجاه تركيب بطارية الليثيوم. يمكن تثبيته على جانبه أو رأساً على عقب أو الوقوف بدون مشاكل.

مقارنة وزن البطارية

الليثيوم ، في المتوسط ​​، أخف بنسبة 55٪ من SLA ، لذلك من الأسهل نقله أو تثبيته.

دورة الحياة مقابل درجات الحرارة المختلفة لبطاريات LiFePO4

SLA مقابل تخزين بطارية الليثيوم

لا ينبغي تخزين الليثيوم في حالة الشحن بنسبة 100٪ (SOC) ، بينما يجب تخزين اتفاقية مستوى الخدمة بنسبة 100٪. وذلك لأن معدل التفريغ الذاتي لبطارية SLA هو 5 مرات أو أكبر من بطارية الليثيوم. في الواقع ، سيحتفظ العديد من العملاء ببطارية حمض الرصاص في التخزين باستخدام شاحن ضعيف للحفاظ على البطارية بنسبة 100٪ باستمرار ، بحيث لا ينخفض ​​عمر البطارية بسبب التخزين.

تركيب بطارية متسلسلة ومتوازية

ملاحظة سريعة وهامة: عند تركيب البطاريات في سلسلة ومتوازية ، من المهم أن تتم مطابقتها عبر جميع العوامل بما في ذلك السعة والجهد والمقاومة وحالة الشحن والكيمياء. لا يمكن استخدام بطاريات SLA والليثيوم معًا في نفس السلسلة.

نظرًا لأن بطارية SLA تعتبر بطارية "غبية" مقارنةً ببطارية الليثيوم (التي تحتوي على لوحة دائرة تراقب وتحمي البطارية) ، فيمكنها التعامل مع العديد من البطاريات في سلسلة غير الليثيوم.

يقتصر طول سلسلة الليثيوم على المكونات الموجودة على لوحة الدائرة. يمكن أن يكون لمكونات لوحة الدائرة قيود التيار والجهد التي ستتجاوزها سلاسل السلاسل الطويلة. على سبيل المثال ، سلسلة من أربع بطاريات ليثيوم سيكون لها أقصى جهد 51.2 فولت. العامل الثاني هو حماية البطاريات. يمكن لبطارية واحدة تتجاوز حدود الحماية أن تعطل شحن وتفريغ سلسلة البطاريات بأكملها. تقتصر معظم سلاسل الليثيوم على 6 أو أقل (حسب النموذج) ، ولكن يمكن الوصول إلى أطوال سلاسل أعلى باستخدام هندسة إضافية.

هناك العديد من الاختلافات بين بطارية الليثيوم وأداء SLA. لا ينبغي استبعاد اتفاقية مستوى الخدمة (SLA) لأنها لا تزال تتمتع بميزة على الليثيوم في بعض التطبيقات. ومع ذلك ، فإن الليثيوم هو أقوى بطارية في شاحنات الرافعة الشوكية.