La guida completa alla batteria del carrello elevatore agli ioni di litio rispetto al piombo

Quando si tratta di scegliere la batteria giusta per la tua applicazione, probabilmente hai un elenco di condizioni che devi soddisfare. Quanta tensione è necessaria, qual è la capacità richiesta, ciclica o standby, ecc.

Una volta che hai ristretto le specifiche, potresti chiederti, "ho bisogno di una batteria al litio o di una tradizionale batteria al piombo sigillata?" O, cosa più importante, "qual è la differenza tra litio e acido al piombo sigillato?" Ci sono diversi fattori da considerare prima di scegliere una chimica della batteria, poiché entrambi hanno punti di forza e di debolezza.

Ai fini di questo blog, il termine Litio si riferisce solo alle batterie al Litio Ferro Fosfato (LiFePO4) e SLA si riferisce alle batterie al piombo acido/piombo sigillate.

Qui esaminiamo le differenze di prestazioni tra batterie al litio e al piombo

Litio a prestazioni cicliche VS SLA

La differenza più notevole tra litio ferro fosfato e piombo acido è il fatto che la capacità della batteria al litio è indipendente dalla velocità di scarica. La figura seguente confronta la capacità effettiva come percentuale della capacità nominale della batteria rispetto alla velocità di scarica espressa da C (C è uguale alla corrente di scarica divisa per la capacità nominale). Con velocità di scarica molto elevate, ad esempio 8°C, la capacità della batteria al piombo è solo il 60% della capacità nominale.

Capacità della batteria al litio rispetto a diversi tipi di batterie al piombo a varie correnti di scarica

Le batterie al litio hanno una durata maggiore rispetto a qualsiasi alimentatore al piombo. La durata delle batterie al piombo è di 1000–1500 cicli o meno. Gli ioni di litio durano almeno 3,000 cicli in più a seconda dell'applicazione.

Pertanto, nelle applicazioni cicliche in cui la velocità di scarica è spesso maggiore di 0.1 ° C, una batteria al litio con valore nominale inferiore avrà spesso una capacità effettiva maggiore rispetto alla batteria al piombo-acido comparabile. Ciò significa che a parità di capacità nominale, il litio costerà di più, ma è possibile utilizzare un litio di capacità inferiore per la stessa applicazione a un prezzo inferiore. Il costo di proprietà se si considera il ciclo, aumenta ulteriormente il valore della batteria al litio rispetto a una batteria al piombo.

La seconda differenza più notevole tra SLA e litio è la prestazione ciclica del litio. Il litio ha una durata del ciclo dieci volte superiore a quella dello SLA nella maggior parte delle condizioni. Ciò porta il costo per ciclo del litio inferiore allo SLA, il che significa che dovrai sostituire una batteria al litio meno spesso dello SLA in un'applicazione ciclica.

Confronto della durata del ciclo della batteria LiFePO4 e SLA

Erogazione di potenza costante Litio VS Piombo-acido

Il litio fornisce la stessa quantità di potenza durante l'intero ciclo di scarica, mentre l'erogazione di potenza di uno SLA inizia forte, ma si dissipa. Il vantaggio di potenza costante del litio è mostrato nel grafico sottostante che mostra la tensione rispetto allo stato di carica.

Qui vediamo il vantaggio di potenza costante del litio rispetto al piombo acido

Una batteria al litio, come mostrato in arancione, ha una tensione costante poiché si scarica durante l'intera scarica. La potenza è una funzione della tensione moltiplicata per la corrente. La domanda di corrente sarà costante e quindi la potenza erogata, potenza per corrente, sarà costante. Quindi, mettiamo questo in un esempio di vita reale.

Hai mai acceso una torcia e hai notato che è più debole dell'ultima volta che l'hai accesa? Questo perché la batteria all'interno della torcia si sta esaurendo, ma non è ancora completamente scarica. Emette un po' di energia, ma non abbastanza per illuminare completamente la lampadina.

Se questa fosse una batteria al litio, la lampadina sarebbe altrettanto luminosa dall'inizio della sua vita fino alla fine. Invece di diminuire, la lampadina non si accenderebbe affatto se la batteria fosse scarica.

Tempi di ricarica di Litio e SLA

La ricarica delle batterie SLA è notoriamente lenta. Nella maggior parte delle applicazioni cicliche, è necessario disporre di batterie SLA aggiuntive in modo da poter continuare a utilizzare l'applicazione mentre l'altra batteria è in carica. Nelle applicazioni in standby, una batteria SLA deve essere mantenuta con una carica flottante.

Con le batterie al litio, la ricarica è quattro volte più veloce dello SLA. La ricarica più veloce significa che c'è più tempo in cui la batteria è in uso e quindi richiede meno batterie. Inoltre si ripristinano rapidamente dopo un evento (come in un'applicazione di backup o standby). Come bonus, non è necessario mantenere il litio con una carica flottante per lo stoccaggio. Per ulteriori informazioni su come caricare una batteria al litio, consultare la nostra Ricarica al litio
Guida.

Prestazioni della batteria ad alta temperatura

Le prestazioni del litio sono di gran lunga superiori rispetto allo SLA nelle applicazioni ad alta temperatura. In effetti, il litio a 55 ° C ha ancora il doppio della durata del ciclo rispetto a SLA a temperatura ambiente. Il litio supererà il piombo nella maggior parte delle condizioni, ma è particolarmente forte a temperature elevate.

Durata del ciclo rispetto alle varie temperature per le batterie LiFePO4

Prestazioni della batteria a basse temperature

Le basse temperature possono causare una significativa riduzione della capacità per tutte le sostanze chimiche della batteria. Sapendo questo, ci sono due cose da considerare quando si valuta una batteria per l'uso a basse temperature: caricare e scaricare. Una batteria al litio non accetta una carica a bassa temperatura (inferiore a 32 ° F). Tuttavia, uno SLA può accettare cariche a bassa corrente a bassa temperatura.

Al contrario, una batteria al litio ha una capacità di scarica maggiore a basse temperature rispetto alla SLA. Ciò significa che le batterie al litio non devono essere troppo progettate per le basse temperature, ma la ricarica potrebbe essere un fattore limitante. A 0 ° F, il litio viene scaricato al 70% della sua capacità nominale, ma lo SLA è al 45%.

Una cosa da considerare a basse temperature è lo stato della batteria al litio quando si desidera caricarla. Se la batteria ha appena terminato di scaricarsi, avrà generato calore sufficiente per accettare una carica. Se la batteria ha avuto la possibilità di raffreddarsi, potrebbe non accettare una carica se la temperatura è inferiore a 32°F.

Installazione della batteria

Se hai mai provato a installare una batteria al piombo, sai quanto sia importante non installarla in posizione capovolta per evitare potenziali problemi con lo sfiato. Sebbene uno SLA sia progettato per non perdere, le prese d'aria consentono un rilascio residuo dei gas.

In una batteria al litio, le celle sono tutte sigillate individualmente e non possono perdere. Ciò significa che non ci sono limitazioni nell'orientamento di installazione di una batteria al litio. Può essere installato su un lato, capovolto o in piedi senza problemi.

Confronto del peso della batteria

Il litio, in media, è più leggero del 55% rispetto allo SLA, quindi è più facile da spostare o installare.

Durata del ciclo rispetto alle varie temperature per le batterie LiFePO4

Conservazione della batteria al litio SLA VS

Il litio non deve essere conservato al 100% dello stato di carica (SOC), mentre lo SLA deve essere conservato al 100%. Questo perché la velocità di autoscarica di una batteria SLA è 5 volte o superiore a quella di una batteria al litio. In effetti, molti clienti manterranno una batteria al piombo in deposito con un caricabatterie di mantenimento per mantenere la batteria continuamente al 100%, in modo che la durata della batteria non diminuisca a causa della conservazione.

Installazione di batterie in serie e in parallelo

Una nota rapida e importante: quando si installano le batterie in serie e in parallelo, è importante che corrispondano a tutti i fattori, inclusi capacità, tensione, resistenza, stato di carica e chimica. Le batterie SLA e al litio non possono essere utilizzate insieme nella stessa stringa.

Poiché una batteria SLA è considerata una batteria "stupida" rispetto al litio (che ha un circuito stampato che monitora e protegge la batteria), può gestire molte più batterie in una stringa rispetto al litio.

La lunghezza della stringa di litio è limitata dai componenti sul circuito stampato. I componenti del circuito stampato possono avere limitazioni di corrente e tensione che le stringhe in serie lunghe supereranno. Ad esempio, una stringa in serie di quattro batterie al litio avrà una tensione massima di 51.2 volt. Un secondo fattore è la protezione delle batterie. Una batteria che supera i limiti di protezione può interrompere la carica e la scarica dell'intera serie di batterie. La maggior parte delle stringhe al litio è limitata a 6 o meno (a seconda del modello), ma è possibile raggiungere lunghezze di stringa maggiori con una progettazione aggiuntiva.

Ci sono molte differenze tra la batteria al litio e le prestazioni SLA. Lo SLA non dovrebbe essere scontato in quanto ha ancora un vantaggio rispetto al litio in alcune applicazioni. Tuttavia, il litio è la batteria più potente nelle istanze dei carrelli elevatori.