
Λιγότερες Απαιτούμενες Μπαταρίες / Χωρίς Συντήρηση
Ο πλήρης οδηγός για την μπαταρία περονοφόρων ιόντων λιθίου έναντι μολύβδου-οξέος

Όταν πρόκειται για την επιλογή της σωστής μπαταρίας για την εφαρμογή σας, πιθανότατα έχετε μια λίστα προϋποθέσεων που πρέπει να πληροίτε. Πόση τάση απαιτείται, ποια είναι η απαίτηση χωρητικότητας, κυκλική ή αναμονή κ.λπ.
Μόλις μειώσετε τις λεπτομέρειες, ίσως αναρωτιέστε: «Χρειάζομαι μια μπαταρία λιθίου ή μια παραδοσιακή σφραγισμένη μπαταρία μολύβδου οξέος;» Ή, το πιο σημαντικό, "ποια είναι η διαφορά μεταξύ λιθίου και σφραγισμένου μολύβδου οξέος;" Υπάρχουν διάφοροι παράγοντες που πρέπει να λάβετε υπόψη πριν επιλέξετε μια χημεία μπαταριών, καθώς και τα δύο έχουν πλεονεκτήματα και αδυναμίες.
Για τους σκοπούς αυτού του ιστολογίου, το λίθιο αναφέρεται μόνο σε μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LiFePO4) και το SLA αναφέρεται σε μπαταρίες μολύβδου οξέος/σφραγισμένες μπαταρίες μολύβδου οξέος.

Εδώ εξετάζουμε τις διαφορές απόδοσης μεταξύ των μπαταριών λιθίου και μολύβδου οξέος
Cyclic Performance Lithium VS SLA
Η πιο αξιοσημείωτη διαφορά μεταξύ του φωσφορικού σιδήρου λιθίου και του οξέος μολύβδου είναι το γεγονός ότι η χωρητικότητα της μπαταρίας λιθίου είναι ανεξάρτητη από τον ρυθμό εκφόρτισης. Το παρακάτω σχήμα συγκρίνει την πραγματική χωρητικότητα ως ποσοστό της ονομαστικής χωρητικότητας της μπαταρίας έναντι του ρυθμού εκφόρτισης όπως εκφράζεται με C (C ισούται με το ρεύμα εκφόρτισης διαιρούμενο με την ονομαστική χωρητικότητα). Με πολύ υψηλούς ρυθμούς εκφόρτισης, για παράδειγμα 8 C, η χωρητικότητα της μπαταρίας μολύβδου οξέος είναι μόνο το 60% της ονομαστικής χωρητικότητας.

Χωρητικότητα μπαταρίας λιθίου έναντι διαφορετικών τύπων μπαταριών μολύβδου οξέος σε διάφορα ρεύματα εκφόρτισης
Οι μπαταρίες λιθίου έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής από οποιοδήποτε ηλεκτρικό πακέτο μολύβδου-οξέος. Η διάρκεια ζωής των μπαταριών μολύβδου είναι 1000–1500 κύκλοι ή λιγότερο. Το ιόν λιθίου διαρκεί τουλάχιστον 3,000 κύκλους συν ανάλογα με την εφαρμογή.
Επομένως, σε κυκλικές εφαρμογές όπου ο ρυθμός εκφόρτισης είναι συχνά μεγαλύτερος από 0.1C, μια μπαταρία λιθίου χαμηλότερης βαθμολογίας θα έχει συχνά μεγαλύτερη πραγματική χωρητικότητα από την αντίστοιχη μπαταρία μολύβδου οξέος. Αυτό σημαίνει ότι στην ίδια βαθμολογία χωρητικότητας, το λίθιο θα κοστίσει περισσότερο, αλλά μπορείτε να χρησιμοποιήσετε λιθίου χαμηλότερης χωρητικότητας για την ίδια εφαρμογή σε χαμηλότερη τιμή. Το κόστος ιδιοκτησίας όταν λαμβάνετε υπόψη τον κύκλο, αυξάνει περαιτέρω την αξία της μπαταρίας λιθίου σε σύγκριση με μια μπαταρία μολύβδου οξέος.
Η δεύτερη πιο αξιοσημείωτη διαφορά μεταξύ SLA και λιθίου είναι η κυκλική απόδοση του λιθίου. Το λίθιο έχει δέκα φορές τη διάρκεια ζωής του SLA κάτω από τις περισσότερες συνθήκες. Αυτό μειώνει το κόστος ανά κύκλο λιθίου χαμηλότερο από το SLA, πράγμα που σημαίνει ότι θα πρέπει να αντικαταστήσετε μια μπαταρία λιθίου λιγότερο συχνά από το SLA σε μια κυκλική εφαρμογή.

Σύγκριση ζωής κύκλου μπαταρίας LiFePO4 με SLA
Μόλυβδος-οξύ με σταθερή παροχή ισχύος
Το λίθιο παρέχει την ίδια ποσότητα ισχύος σε ολόκληρο τον κύκλο εκφόρτισης, ενώ η παροχή ισχύος ενός SLA ξεκινάει ισχυρά, αλλά διαχέεται. Το πλεονέκτημα σταθερής ισχύος του λιθίου φαίνεται στο παρακάτω γράφημα που δείχνει την τάση σε σχέση με την κατάσταση φόρτισης.

Εδώ βλέπουμε το σταθερό πλεονέκτημα ισχύος του λιθίου έναντι του Μόλυβδου-Οξέος
Μια μπαταρία λιθίου όπως φαίνεται στο πορτοκαλί έχει σταθερή τάση καθώς αποφορτίζεται σε όλη την εκφόρτιση. Η ισχύς είναι συνάρτηση της τάσης επί του ρεύματος. Η τρέχουσα ζήτηση θα είναι σταθερή και έτσι η παραδοθείσα ισχύς, ισχύς επί ρεύματος, θα είναι σταθερή. Λοιπόν, ας το θέσουμε αυτό σε ένα πραγματικό παράδειγμα.
Έχετε ανάψει ποτέ έναν φακό και παρατηρήσετε ότι είναι πιο αμυδρός από την τελευταία φορά που τον ανάψατε; Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η μπαταρία στο εσωτερικό του φακού τελειώνει, αλλά δεν έχει ακόμη τελείως αδειάσει. Εκπέμπει λίγη ισχύ, αλλά όχι αρκετή για να φωτίσει πλήρως τη λάμπα.
Εάν αυτή ήταν μια μπαταρία λιθίου, ο λαμπτήρας θα ήταν εξίσου φωτεινός από την αρχή της ζωής του μέχρι το τέλος. Αντί να σβήσει, ο λαμπτήρας δεν θα ανάβει καθόλου εάν η μπαταρία ήταν νεκρή.
Χρόνοι φόρτισης λιθίου και SLA
Η φόρτιση των μπαταριών SLA είναι εξαιρετικά αργή. Στις περισσότερες κυκλικές εφαρμογές, πρέπει να διαθέτετε επιπλέον μπαταρίες SLA, ώστε να μπορείτε να χρησιμοποιείτε την εφαρμογή σας κατά τη φόρτιση της άλλης μπαταρίας. Σε εφαρμογές αναμονής, μια μπαταρία SLA πρέπει να διατηρείται με επιπλέον φόρτιση.
Με τις μπαταρίες λιθίου, η φόρτιση είναι τέσσερις φορές πιο γρήγορη από την SLA. Η ταχύτερη φόρτιση σημαίνει ότι υπάρχει περισσότερος χρόνος χρήσης της μπαταρίας και επομένως απαιτεί λιγότερες μπαταρίες. Επίσης, ανακάμπτουν γρήγορα μετά από ένα συμβάν (όπως σε μια εφαρμογή δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας ή αναμονής). Ως μπόνους, δεν υπάρχει ανάγκη να διατηρείτε το λίθιο σε float charge για αποθήκευση. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο φόρτισης μιας μπαταρίας λιθίου, δείτε τη Φόρτιση λιθίου
Οδηγός.
Απόδοση μπαταρίας υψηλής θερμοκρασίας
Η απόδοση του λιθίου είναι πολύ ανώτερη από το SLA σε εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας. Στην πραγματικότητα, το λίθιο στους 55 ° C εξακολουθεί να έχει διπλάσια διάρκεια ζωής όπως το SLA σε θερμοκρασία δωματίου. Το λίθιο θα ξεπεράσει τον μόλυβδο κάτω από τις περισσότερες συνθήκες, αλλά είναι ιδιαίτερα ισχυρό σε υψηλές θερμοκρασίες.

Κύκλος ζωής έναντι διαφόρων θερμοκρασιών για μπαταρίες LiFePO4
Απόδοση μπαταρίας σε ψυχρή θερμοκρασία
Οι κρύες θερμοκρασίες μπορούν να προκαλέσουν σημαντική μείωση της χωρητικότητας για όλες τις χημικές ουσίες της μπαταρίας. Γνωρίζοντας αυτό, υπάρχουν δύο πράγματα που πρέπει να λάβετε υπόψη κατά την αξιολόγηση μιας μπαταρίας για χρήση σε ψυχρή θερμοκρασία: φόρτιση και εκφόρτιση. Μια μπαταρία λιθίου δεν δέχεται φόρτιση σε χαμηλή θερμοκρασία (κάτω από 32 ° F). Ωστόσο, ένα SLA μπορεί να δεχτεί χαμηλές τρέχουσες χρεώσεις σε χαμηλή θερμοκρασία.
Αντίθετα, μια μπαταρία λιθίου έχει μεγαλύτερη χωρητικότητα εκφόρτισης σε κρύες θερμοκρασίες από το SLA. Αυτό σημαίνει ότι οι μπαταρίες λιθίου δεν πρέπει να είναι υπερβολικά σχεδιασμένες για κρύες θερμοκρασίες, αλλά η φόρτιση θα μπορούσε να είναι ένας περιοριστικός παράγοντας. Σε 0 ° F, το λίθιο εκφορτίζεται στο 70% της ονομαστικής χωρητικότητάς του, αλλά το SLA είναι στο 45%.
Ένα πράγμα που πρέπει να λάβετε υπόψη σε χαμηλές θερμοκρασίες είναι η κατάσταση της μπαταρίας λιθίου όταν θέλετε να τη φορτίσετε. Εάν η μπαταρία έχει μόλις τελειώσει την αποφόρτιση, η μπαταρία θα έχει δημιουργήσει αρκετή θερμότητα για να δεχτεί φόρτιση. Εάν η μπαταρία είχε την ευκαιρία να κρυώσει, ενδέχεται να μην δεχτεί φόρτιση εάν η θερμοκρασία είναι κάτω από 32°F.
Εγκατάσταση μπαταρίας
Εάν έχετε προσπαθήσει ποτέ να εγκαταστήσετε μια μπαταρία μολύβδου οξέος, γνωρίζετε πόσο σημαντικό είναι να μην το εγκαταστήσετε σε αντίστροφη θέση για να αποφύγετε πιθανά προβλήματα με τον εξαερισμό. Ενώ ένα SLA έχει σχεδιαστεί για να μην διαρρέει, οι αεραγωγοί επιτρέπουν κάποια υπολειπόμενη απελευθέρωση των αερίων.
Σε σχεδιασμό μπαταρίας λιθίου, όλα τα στοιχεία σφραγίζονται ξεχωριστά και δεν μπορούν να διαρρεύσουν. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει περιορισμός στον προσανατολισμό εγκατάστασης μιας μπαταρίας λιθίου. Μπορεί να εγκατασταθεί στο πλάι του, ανάποδα ή σε όρθια θέση χωρίς προβλήματα.
Σύγκριση βάρους μπαταρίας
Το λίθιο, κατά μέσο όρο, είναι 55% ελαφρύτερο από το SLA, επομένως είναι πιο εύκολο να μετακινηθεί ή να εγκατασταθεί.

Κύκλος ζωής έναντι διαφόρων θερμοκρασιών για μπαταρίες LiFePO4
SLA VS αποθήκευση μπαταρίας λιθίου
Το λίθιο δεν πρέπει να αποθηκεύεται στο 100% κατάσταση φόρτισης (SOC), ενώ το SLA πρέπει να αποθηκεύεται στο 100%. Αυτό συμβαίνει επειδή ο ρυθμός αυτοεκφόρτισης μιας μπαταρίας SLA είναι 5 φορές ή μεγαλύτερος από αυτόν μιας μπαταρίας λιθίου. Στην πραγματικότητα, πολλοί πελάτες θα διατηρούν μια μπαταρία μολύβδου οξέος στην αποθήκευση με ένα φορτιστή στάγδην για να διατηρείται συνεχώς η μπαταρία στο 100%, έτσι ώστε η διάρκεια ζωής της μπαταρίας να μην μειώνεται λόγω αποθήκευσης.
Τοποθέτηση Σειρά & Παράλληλης Μπαταρίας
Μια γρήγορη και σημαντική σημείωση: Κατά την εγκατάσταση μπαταριών σε σειρά και παράλληλη, είναι σημαντικό να ταιριάζουν με όλους τους παράγοντες, όπως η χωρητικότητα, η τάση, η αντίσταση, η κατάσταση φόρτισης και η χημεία. Οι μπαταρίες SLA και λιθίου δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν μαζί στην ίδια σειρά.
Δεδομένου ότι μια μπαταρία SLA θεωρείται «χαζή» μπαταρία σε σύγκριση με το λίθιο (η οποία έχει μια πλακέτα κυκλώματος που παρακολουθεί και προστατεύει την μπαταρία), μπορεί να χειριστεί πολλές περισσότερες μπαταρίες σε μια σειρά από το λίθιο.
Το μήκος της χορδής του λιθίου περιορίζεται από τα εξαρτήματα στην πλακέτα κυκλώματος. Τα εξαρτήματα της πλακέτας κυκλώματος μπορεί να έχουν περιορισμούς ρεύματος και τάσης που θα υπερβαίνουν οι μακριές σειρές σειρών. Για παράδειγμα, μια σειρά από τέσσερις μπαταρίες λιθίου θα έχει μέγιστη τάση 51.2 βολτ. Ένας δεύτερος παράγοντας είναι η προστασία των μπαταριών. Μία μπαταρία που υπερβαίνει τα όρια προστασίας μπορεί να διαταράξει τη φόρτιση και την αποφόρτιση ολόκληρης της σειράς των μπαταριών. Οι περισσότερες χορδές λιθίου περιορίζονται σε 6 ή λιγότερες (ανάλογα με το μοντέλο), αλλά τα μεγαλύτερα μήκη χορδών μπορούν να επιτευχθούν με πρόσθετη μηχανική.
Υπάρχουν πολλές διαφορές μεταξύ της μπαταρίας λιθίου και της απόδοσης SLA. Το SLA δεν πρέπει να λαμβάνεται υπόψη καθώς εξακολουθεί να έχει πλεονέκτημα έναντι του λιθίου σε ορισμένες εφαρμογές. Ωστόσο, το λίθιο είναι η ισχυρότερη μπαταρία στις περιπτώσεις περονοφόρων φορτηγών.