Täydellinen opas litiumioniakkuihin vs lyijyhappo

Kun valitset sovelluksellesi oikean akun, sinulla on todennäköisesti luettelo ehdoista, jotka sinun on täytettävä. Kuinka paljon jännitettä tarvitaan, mikä on kapasiteettivaatimus, syklinen tai valmiustila jne.

Kun yksityiskohdat ovat supistuneet, saatat miettiä: "Tarvitsenko litiumparistoa vai perinteistä suljettua lyijyakkuja?" Tai mikä vielä tärkeämpää, "mitä eroa on litiumilla ja suljetulla lyijyhapolla?" Ennen akkukemian valitsemista on otettava huomioon useita tekijöitä, koska molemmilla on vahvuuksia ja heikkouksia.

Tässä blogissa litium viittaa vain litiumrautafosfaattiakkuihin (LiFePO4) ja SLA tarkoittaa lyijyhappoa/suljettuja lyijyakkuja.

Tässä tarkastellaan litium- ja lyijyakkujen suorituskyvyn eroja

Cyclic Performance Lithium VS SLA

Merkittävin ero litiumrautafosfaatin ja lyijyhapon välillä on se, että litiumakun kapasiteetti on riippumaton purkausnopeudesta. Alla olevassa kuvassa verrataan todellista kapasiteettia prosentteina akun nimelliskapasiteetista purkausnopeuteen, joka ilmaistaan ​​C:llä (C on purkausvirta jaettuna kapasiteetilla). Erittäin korkeilla purkausnopeuksilla, esimerkiksi .8C, lyijyakun kapasiteetti on vain 60 % nimelliskapasiteetista.

Litiumakun kapasiteetti verrattuna erityyppisiin lyijyakkuihin erilaisilla purkausvirroilla

Litiumakuilla on pidempi käyttöikä kuin millään lyijyakulla. Lyijyakkujen käyttöikä on 1000–1500 sykliä tai vähemmän. Litium-ioni kestää vähintään 3,000 plus sykliä sovelluksesta riippuen.

Siksi syklisissä sovelluksissa, joissa purkausnopeus on usein suurempi kuin 0.1 ° C, matalamman nimellisarvon mukaisella litiumakulla on usein suurempi todellinen kapasiteetti kuin vastaavalla lyijyakulla. Tämä tarkoittaa, että samalla kapasiteetilla litium maksaa enemmän, mutta voit käyttää pienemmän kapasiteetin litiumia samaan sovellukseen halvemmalla. Omistuskustannukset, kun harkitset sykliä, lisää litiumpariston arvoa lyijyakkuun verrattuna.

Toiseksi merkittävin ero SLA: n ja litiumin välillä on litiumin syklinen suorituskyky. Litiumilla on kymmenen kertaa SLA: n elinkaari useimmissa olosuhteissa. Tämä tuo litiumsyklikustannukset pienemmiksi kuin SLA, mikä tarkoittaa, että joudut vaihtamaan litiumpariston harvemmin kuin SLA syklisessä sovelluksessa.

LiFePO4:n ja SLA:n akun käyttöiän vertailu

Jatkuva tehonsyöttö Litium VS Lyijyhappo

Litium toimittaa saman määrän tehoa koko purkausjakson ajan, kun taas SLA:n tehonsyöttö alkaa vahvasti, mutta hajaantuu. Litiumin vakiotehoetu näkyy alla olevassa kaaviossa, joka näyttää jännitteen verrattuna varaustilaan.

Tässä näemme litiumin jatkuvan tehoedun lyijyhappoa vastaan

Oranssilla näytetyllä litiumakulla on vakiojännite, kun se purkautuu koko purkauksen ajan. Teho on jännitteen ja virran funktio. Virtakysyntä on vakio ja siten toimitettu teho, teho kertaa nykyinen, on vakio. Laitetaanpa tämä esimerkki tosielämästä.

Oletko koskaan sytyttänyt taskulampun ja huomannut, että se on himmeämpi kuin viime kerralla, kun sytytit sen? Tämä johtuu siitä, että taskulampun sisällä oleva paristo on tyhjenemässä, mutta ei vielä täysin tyhjä. Se antaa vähän tehoa, mutta ei tarpeeksi valaisemaan polttimon kokonaan.

Jos tämä olisi litiumakku, lamppu olisi yhtä kirkas käyttöikänsä alusta loppuun. Sen sijaan, että polttimo heikkenisi, se ei vain syttyisi ollenkaan, jos akku olisi tyhjä.

Litiumin ja SLA:n latausajat

SLA-akkujen lataaminen on tunnetusti hidasta. Useimmissa syklisissä sovelluksissa sinulla on oltava käytettävissä ylimääräisiä SLA-akkuja, jotta voit silti käyttää sovellustasi toisen akun latautumisen aikana. Valmiustilassa SLA-akku on pidettävä kelluvalla latauksella.

Litiumakuilla lataus on neljä kertaa nopeampaa kuin SLA-akuilla. Nopeampi lataus tarkoittaa, että akku on enemmän käytössä ja vaatii siksi vähemmän akkuja. Ne myös palautuvat nopeasti tapahtuman jälkeen (kuten varmuuskopio- tai valmiustilassa). Bonuksena litiumia ei tarvitse pitää kelluvassa varauksessa säilytystä varten. Lisätietoja litiumakun lataamisesta on litiumakun lataamisessa
Opas.

Korkean lämpötilan akun suorituskyky

Litiumin suorituskyky on paljon parempi kuin SLA korkean lämpötilan sovelluksissa. Itse asiassa litiumilla 55 ° C: ssa on edelleen kaksinkertainen elinkaari kuin SLA: lla huoneenlämpötilassa. Litium ylittää lyijyn useimmissa olosuhteissa, mutta on erityisen voimakas korotetuissa lämpötiloissa.

LiFePO4-akkujen käyttöikä ja erilaiset lämpötilat

Kylmän lämpötilan akun suorituskyky

Kylmät lämpötilat voivat vähentää merkittävästi kapasiteettia kaikissa akkukemikaaleissa. Tämän tietäessä on otettava huomioon kaksi asiaa arvioitaessa akkua kylmässä lämpötilassa: lataaminen ja purkaminen. Litiumakku ei hyväksy latausta matalassa lämpötilassa (alle 32 ° F). SLA voi kuitenkin hyväksyä matalavirtaiset varaukset alhaisessa lämpötilassa.

Vastaavasti litiumakulla on suurempi purkautumiskyky kylmissä lämpötiloissa kuin SLA: lla. Tämä tarkoittaa, että litiumparistoja ei tarvitse olla suunniteltu yli kylmiin lämpötiloihin, mutta lataaminen voi olla rajoittava tekijä. Lämpötilassa 0 ° F litium purkautuu 70%: lla nimelliskapasiteetista, mutta SLA on 45%.

Yksi asia, joka on otettava huomioon kylmässä lämpötilassa, on litiumakun tila, kun haluat ladata sitä. Jos akku on juuri purkautunut, akku on kehittänyt tarpeeksi lämpöä latauksen vastaanottamiseksi. Jos akulla on ollut mahdollisuus jäähtyä, se ei välttämättä hyväksy latausta, jos lämpötila on alle 32 °F.

Akun asennus

Jos olet joskus yrittänyt asentaa lyijyhappoakun, tiedät kuinka tärkeää on olla asentamatta sitä käänteiseen asentoon tuuletuksen mahdollisten ongelmien estämiseksi. Vaikka SLA on suunniteltu vuotamaan, tuuletusaukot mahdollistavat jonkin verran kaasujen vapautumista.

Litiumparistoissa kennot ovat kaikki erikseen suljettuja eivätkä ne voi vuotaa. Tämä tarkoittaa, että litiumakun asennussuunnassa ei ole rajoituksia. Se voidaan asentaa kyljelleen, ylösalaisin tai seisomaan ilman ongelmia.

Akun painon vertailu

Litium on keskimäärin 55 % kevyempi kuin SLA, joten sitä on helpompi siirtää tai asentaa.

LiFePO4-akkujen käyttöikä ja erilaiset lämpötilat

SLA VS litiumpariston säilytys

Litiumia ei tule varastoida 100 %:n lataustilassa (SOC), kun taas SLA:n on oltava 100 %:n varaustilassa. Tämä johtuu siitä, että SLA-akun itsepurkautumisnopeus on 5 kertaa tai suurempi kuin litiumakun. Itse asiassa monet asiakkaat pitävät lyijyakkua varastossa nollalaturin avulla, jotta akku pysyy jatkuvasti 100 %:ssa, jotta akun käyttöikä ei laske varastoinnin vuoksi.

Sarja- ja rinnakkaisakkujen asennus

Nopea ja tärkeä huomautus: Kun asennat akkuja sarjaan ja rinnan, on tärkeää, että ne vastaavat kaikkia tekijöitä, mukaan lukien kapasiteetti, jännite, vastus, lataustila ja kemia. SLA- ja litiumparistoja ei voi käyttää yhdessä samassa sarjassa.

Koska SLA-akkua pidetään "tyhmänä" akuna verrattuna litiumiin (jossa on piirilevy, joka valvoo ja suojaa akkua), se pystyy käsittelemään paljon enemmän akkuja sarjassa kuin litium.

Litiumin merkkijonon pituutta rajoittavat piirilevyn komponentit. Piirilevykomponenteilla voi olla virta- ja jänniterajoituksia, jotka pitkät sarjajonot ylittävät. Esimerkiksi neljän litiumakun sarjassa on maksimijännite 51.2 volttia. Toinen tekijä on akkujen suojaus. Yksi suojarajat ylittävä akku voi häiritä koko akkusarjan lataamista ja purkamista. Useimmat litiumjonot ovat rajoitettuja 6:een tai vähemmän (mallista riippuen), mutta suurempia merkkijonojen pituuksia voidaan saavuttaa lisäsuunnittelulla.

Litiumakun ja SLA:n suorituskyvyn välillä on monia eroja. SLA:ta ei pidä jättää huomiotta, koska sillä on edelleen etu litiumiin nähden joissakin sovelluksissa. Litium on kuitenkin vahvempi akku haarukkatrukeissa.