Le guide complet de la batterie de chariot élévateur au lithium-ion par rapport à l'acide au plomb

Lorsqu'il s'agit de choisir la bonne batterie pour votre application, vous avez probablement une liste de conditions à remplir. Quelle est la tension nécessaire, quelle est la capacité requise, cyclique ou en veille, etc.

Une fois que vous avez défini les détails, vous vous demandez peut-être: «Ai-je besoin d'une batterie au lithium ou d'une batterie au plomb scellée traditionnelle?» Ou, plus important encore, «quelle est la différence entre le lithium et le plomb-acide scellé?» Il y a plusieurs facteurs à considérer avant de choisir une chimie de batterie, car les deux ont des forces et des faiblesses.

Aux fins de ce blog, le lithium fait référence uniquement aux batteries au lithium fer phosphate (LiFePO4), et SLA fait référence aux batteries plomb-acide/plomb-acide scellées.

Nous examinons ici les différences de performances entre les batteries au lithium et au plomb

Performance cyclique Lithium VS SLA

La différence la plus notable entre le phosphate de fer au lithium et le plomb-acide est le fait que la capacité de la batterie au lithium est indépendante du taux de décharge. La figure ci-dessous compare la capacité réelle en pourcentage de la capacité nominale de la batterie par rapport au taux de décharge exprimé par C (C est égal au courant de décharge divisé par la capacité nominale). Avec des taux de décharge très élevés, par exemple .8C, la capacité de la batterie plomb-acide n'est que de 60% de la capacité nominale.

Capacité de la batterie au lithium par rapport à différents types de batteries au plomb à différents courants de décharge

Les batteries au lithium ont une durée de vie plus longue que n'importe quel bloc d'alimentation au plomb. La durée de vie des batteries au plomb est de 1000 1500 à 3,000 XNUMX cycles ou moins. Le lithium-ion dure au moins XNUMX XNUMX cycles et plus selon l'application.

Par conséquent, dans les applications cycliques où le taux de décharge est souvent supérieur à 0.1 ° C, une batterie au lithium de faible puissance aura souvent une capacité réelle plus élevée que la batterie au plomb-acide comparable. Cela signifie qu'à la même capacité nominale, le lithium coûtera plus cher, mais vous pouvez utiliser un lithium de capacité inférieure pour la même application à un prix inférieur. Le coût de possession lorsque vous considérez le cycle, augmente encore la valeur de la batterie au lithium par rapport à une batterie au plomb.

La deuxième différence la plus notable entre le SLA et le lithium est la performance cyclique du lithium. Le lithium a dix fois la durée de vie du cycle de SLA dans la plupart des conditions. Cela ramène le coût par cycle du lithium inférieur au SLA, ce qui signifie que vous devrez remplacer une batterie au lithium moins souvent que le SLA dans une application cyclique.

Comparaison de la durée de vie du cycle de batterie LiFePO4 vs SLA

Alimentation constante Lithium VS plomb-acide

Le lithium fournit la même quantité d'énergie tout au long du cycle de décharge, alors que la puissance délivrée par un SLA commence fort, mais se dissipe. L'avantage de puissance constante du lithium est illustré dans le graphique ci-dessous qui montre la tension en fonction de l'état de charge.

Ici, nous voyons l'avantage de puissance constant du lithium par rapport au plomb-acide

Une batterie au lithium, comme indiqué en orange, a une tension constante lorsqu'elle se décharge tout au long de la décharge. La puissance est une fonction de la tension multipliée par le courant. La demande de courant sera constante et donc la puissance délivrée, puissance multipliée par le courant, sera constante. Alors, mettons cela dans un exemple concret.

Avez-vous déjà allumé une lampe de poche et remarqué qu'elle est plus faible que la dernière fois que vous l'avez allumée ? C'est parce que la batterie à l'intérieur de la lampe de poche est en train de mourir, mais pas encore complètement morte. Il dégage un peu de puissance, mais pas assez pour éclairer complètement l'ampoule.

S'il s'agissait d'une pile au lithium, l'ampoule serait tout aussi brillante du début à la fin de sa vie. Au lieu de s'éteindre, l'ampoule ne s'allumerait pas du tout si la batterie était morte.

Temps de charge du lithium et du SLA

La charge des batteries SLA est notoirement lente. Dans la plupart des applications cycliques, vous devez disposer de batteries SLA supplémentaires pour pouvoir continuer à utiliser votre application pendant que l'autre batterie se recharge. Dans les applications de secours, une batterie SLA doit être maintenue sur une charge flottante.

Avec les batteries au lithium, la charge est quatre fois plus rapide qu'avec le SLA. La charge plus rapide signifie que la batterie est utilisée plus longtemps et nécessite donc moins de batteries. Ils récupèrent également rapidement après un événement (comme dans une application de sauvegarde ou de secours). En prime, il n'est pas nécessaire de conserver le lithium sur une charge flottante pour le stockage. Pour plus d'informations sur la façon de charger une batterie au lithium, veuillez consulter notre chargeur au lithium
Guider.

Performances de la batterie à haute température

Les performances du lithium sont bien supérieures à celles du SLA dans les applications à haute température. En fait, le lithium à 55 ° C a toujours une durée de vie deux fois plus longue que le SLA à température ambiante. Le lithium surclassera le plomb dans la plupart des conditions, mais il est particulièrement résistant à des températures élevées.

Durée de vie vs différentes températures pour les batteries LiFePO4

Performances de la batterie à basse température

Les températures froides peuvent entraîner une réduction significative de la capacité de toutes les compositions chimiques de la batterie. Sachant cela, il y a deux choses à considérer lors de l'évaluation d'une batterie pour une utilisation à basse température: la charge et la décharge. Une batterie au lithium n'acceptera pas une charge à basse température (inférieure à 32 ° F). Cependant, un SLA peut accepter des charges à faible courant à basse température.

À l'inverse, une batterie au lithium a une capacité de décharge plus élevée à basse température que SLA. Cela signifie que les batteries au lithium ne doivent pas être conçues pour des températures froides, mais la charge peut être un facteur limitant. À 0 ° F, le lithium est déchargé à 70% de sa capacité nominale, mais le SLA est à 45%.

Une chose à considérer par temps froid est l'état de la batterie au lithium lorsque vous souhaitez la charger. Si la batterie vient de finir de se décharger, elle aura généré suffisamment de chaleur pour accepter une charge. Si la batterie a eu le temps de refroidir, elle peut ne pas accepter de charge si la température est inférieure à 32 °F.

Installation de la batterie

Si vous avez déjà essayé d'installer une batterie au plomb-acide, vous savez à quel point il est important de ne pas l'installer en position inversée pour éviter tout problème potentiel de ventilation. Alors qu'un SLA est conçu pour ne pas fuir, les évents permettent une certaine libération résiduelle des gaz.

Dans une conception de batterie au lithium, les cellules sont toutes scellées individuellement et ne peuvent pas fuir. Cela signifie qu'il n'y a aucune restriction dans l'orientation d'installation d'une batterie au lithium. Il peut être installé sur le côté, à l'envers ou debout sans problème.

Comparaison du poids de la batterie

Le lithium, en moyenne, est 55 % plus léger que le SLA, il est donc plus facile à déplacer ou à installer.

Durée de vie vs différentes températures pour les batteries LiFePO4

SLA VS stockage de batterie au lithium

Le lithium ne doit pas être stocké à 100 % d'état de charge (SOC), alors que le SLA doit être stocké à 100 %. En effet, le taux d'autodécharge d'une batterie SLA est 5 fois supérieur à celui d'une batterie au lithium. En fait, de nombreux clients conserveront une batterie au plomb-acide en stockage avec un chargeur d'entretien pour maintenir en permanence la batterie à 100 %, de sorte que la durée de vie de la batterie ne diminue pas en raison du stockage.

Installation de batteries en série et en parallèle

Une remarque rapide et importante : lors de l'installation de batteries en série et en parallèle, il est important qu'elles correspondent à tous les facteurs, y compris la capacité, la tension, la résistance, l'état de charge et la chimie. Les batteries SLA et au lithium ne peuvent pas être utilisées ensemble dans la même chaîne.

Étant donné qu'une batterie SLA est considérée comme une batterie "stupide" par rapport au lithium (qui a une carte de circuit imprimé qui surveille et protège la batterie), elle peut gérer beaucoup plus de batteries dans une chaîne que le lithium.

La longueur de la chaîne de lithium est limitée par les composants sur la carte de circuit imprimé. Les composants de la carte de circuit imprimé peuvent avoir des limitations de courant et de tension que les longues chaînes de série dépasseront. Par exemple, une chaîne en série de quatre batteries au lithium aura une tension maximale de 51.2 volts. Un deuxième facteur est la protection des batteries. Une batterie qui dépasse les limites de protection peut perturber la charge et la décharge de toute la chaîne de batteries. La plupart des cordes au lithium sont limitées à 6 ou moins (selon le modèle), mais des longueurs de cordes plus élevées peuvent être atteintes avec une ingénierie supplémentaire.

Il existe de nombreuses différences entre la batterie au lithium et les performances SLA. Le SLA ne doit pas être ignoré car il a toujours un avantage sur le lithium dans certaines applications. Cependant, le lithium est la batterie la plus puissante dans les cas de chariots élévateurs à fourche.