リチウムイオンフォークリフトバッテリーと鉛蓄電池の完全ガイド

アプリケーションに適したバッテリーを選択する場合、満たす必要のある条件のリストがある可能性があります。 必要な電圧の量、容量要件、サイクリックまたはスタンバイなど。

詳細を絞り込んだら、「リチウム電池と従来の密閉型鉛蓄電池のどちらが必要ですか？」と疑問に思うかもしれません。 または、さらに重要なのは、「リチウムと密閉型鉛蓄電池の違いは何ですか？」 どちらにも長所と短所があるため、電池の化学的性質を選択する前に考慮すべきいくつかの要因があります。

このブログでは、リチウムはリン酸鉄リチウム（LiFePO4）バッテリーのみを指し、SLAは鉛蓄電池/密閉型鉛蓄電池を指します。

ここでは、リチウム電池と鉛蓄電池の性能の違いを見ていきます。

サイクリックパフォーマンスリチウムVSSLA

リン酸鉄リチウムと鉛酸の最も顕著な違いは、リチウム電池の容量が放電率に依存しないという事実です。 次の図は、バッテリーの定格容量のパーセンテージとしての実際の容量と、Cで表される放電率を比較しています（Cは、放電電流を容量定格で割ったものに等しくなります）。 非常に高い放電率、たとえば.8Cの場合、鉛蓄電池の容量は定格容量のわずか60％です。

さまざまな放電電流でのリチウム電池とさまざまな種類の鉛蓄電池の容量

リチウム電池は、どの鉛蓄電池よりも長寿命です。 鉛蓄電池の寿命は1000〜1500サイクル以下です。 リチウムイオンは、用途にもよりますが、少なくとも3,000サイクル以上持続します。

したがって、放電率が0.1Cを超えることが多い周期的なアプリケーションでは、定格の低いリチウム電池の実際の容量は、同等の鉛蓄電池よりも高くなることがよくあります。 つまり、同じ容量定格では、リチウムのコストは高くなりますが、同じアプリケーションに低容量のリチウムを低価格で使用できます。 サイクルを考えると所有コストは、鉛蓄電池と比較してリチウム電池の価値をさらに高めます。

SLAとリチウムのXNUMX番目に顕著な違いは、リチウムの周期的性能です。 リチウムは、ほとんどの条件下でSLAのXNUMX倍のサイクル寿命を持っています。 これにより、リチウムのサイクルあたりのコストがSLAよりも低くなります。つまり、周期的なアプリケーションでは、リチウム電池をSLAよりも頻繁に交換する必要がなくなります。

LiFePO4とSLAのバッテリーサイクル寿命の比較

定電力供給リチウムVS鉛蓄電池

リチウムは放電サイクル全体を通して同じ量の電力を供給しますが、SLAの電力供給は最初は強力ですが、消費されます。 リチウムの定電力の利点は、電圧対充電状態を示す下のグラフに示されています。

ここでは、鉛蓄電池に対するリチウムの一定の電力の利点がわかります

オレンジ色で示されているリチウム電池は、放電全体を通して放電するため、一定の電圧を持っています。 電力は、電圧と電流の積の関数です。 電流需要は一定であるため、供給される電力（電力×電流）は一定になります。 それでは、これを実際の例に入れましょう。

懐中電灯をオンにして、前回オンにしたときよりも暗くなっていることに気付いたことがありますか？ これは、懐中電灯内のバッテリーが切れているが、まだ完全に切れていないためです。 それは少しの力を放っていますが、電球を完全に照らすには十分ではありません。

これがリチウム電池の場合、電球は寿命の最初から最後まで同じように明るくなります。 バッテリーが切れた場合、電球は衰える代わりに、まったく点灯しませんでした。

リチウムとSLAの充電時間

SLAバッテリーの充電は非常に遅いことで有名です。 ほとんどの周期的なアプリケーションでは、他のバッテリーの充電中にアプリケーションを使用できるように、追加のSLAバッテリーを用意する必要があります。 スタンバイアプリケーションでは、SLAバッテリーをフロート充電状態に保つ必要があります。

リチウム電池の場合、充電はSLAのXNUMX倍の速さです。 充電が速いということは、バッテリーの使用時間が長くなるため、必要なバッテリーが少なくなることを意味します。 また、イベント後（バックアップまたはスタンバイアプリケーションなど）に迅速に回復します。 ボーナスとして、保管のためにリチウムをフロート充電に保つ必要はありません。 リチウム電池の充電方法の詳細については、リチウム充電をご覧ください。
ガイド。

高温バッテリー性能

リチウムの性能は、高温アプリケーションにおいてSLAよりもはるかに優れています。 実際、55°Cのリチウムのサイクル寿命は、SLAの室温のXNUMX倍です。 リチウムはほとんどの条件下で鉛よりも優れていますが、高温では特に強力です。

LiFePO4バッテリーのサイクル寿命とさまざまな温度

低温バッテリー性能

低温は、すべてのバッテリーケミストリーの容量を大幅に低下させる可能性があります。 これを知っていると、低温での使用についてバッテリーを評価する際に考慮すべき32つのことがあります。充電と放電です。 リチウム電池は、低温（XNUMX°F未満）では充電できません。 ただし、SLAは低温で低電流の電荷を受け入れることができます。

逆に、リチウム電池は、SLAよりも低温での放電容量が大きくなります。 これは、リチウム電池が低温用に過剰に設計されている必要がないことを意味しますが、充電が制限要因になる可能性があります。 0°Fでは、リチウムは定格容量の70％で放電されますが、SLAは45％です。

低温で考慮すべきことの 32 つは、充電するときのリチウム電池の状態です。 バッテリの放電が終了したばかりの場合、バッテリは充電を受け入れるのに十分な熱を生成しています。 バッテリーが冷める機会があった場合、温度が XNUMX°F を下回ると充電できないことがあります。

バッテリーの取り付け

鉛蓄電池を取り付けようとしたことがある場合は、ベントの潜在的な問題を防ぐために、逆位置に取り付けないことがいかに重要かをご存知でしょう。 SLAは漏れないように設計されていますが、ベントはガスの残留放出を可能にします。

リチウム電池の設計では、セルはすべて個別に密閉されており、漏れることはありません。 これは、リチウム電池の取り付け方向に制限がないことを意味します。 横向き、逆さま、直立など問題なく設置できます。

バッテリー重量の比較

リチウムは平均してSLAより55％軽量であるため、移動や設置がより簡単です。

LiFePO4バッテリーのサイクル寿命とさまざまな温度

SLAVSリチウム電池ストレージ

リチウムは100％充電状態（SOC）で保管しないでください。一方、SLAは100％で保管する必要があります。 これは、SLA電池の自己放電率がリチウム電池の5倍以上であるためです。 実際、多くのお客様は、トリクル充電器を使用して鉛蓄電池を保管し、バッテリーを100％に継続的に維持して、保管によってバッテリーの寿命が短くならないようにします。

直列および並列バッテリーの取り付け

迅速かつ重要な注意事項：バッテリーを直列および並列に取り付ける場合、容量、電圧、抵抗、充電状態、化学的性質など、すべての要素でバッテリーが一致していることが重要です。 SLAとリチウム電池を同じストリングで一緒に使用することはできません。

SLAバッテリーは、リチウム（バッテリーを監視および保護する回路基板を備えている）と比較して「ダム」バッテリーと見なされるため、リチウムよりも多くのバッテリーをストリングで処理できます。

リチウムのストリングの長さは、回路基板上のコンポーネントによって制限されます。 回路基板のコンポーネントには、長い直列ストリングが超える電流と電圧の制限がある可能性があります。 たとえば、51.2つのリチウム電池の直列ストリングの最大電圧は6ボルトになります。 XNUMX番目の要素はバッテリーの保護です。 保護限界を超えるXNUMXつのバッテリーは、一連のバッテリー全体の充電と放電を妨げる可能性があります。 ほとんどのリチウムストリングはXNUMX以下に制限されています（モデルによって異なります）が、追加のエンジニアリングでより長いストリング長に到達できます。

リチウム電池とSLAのパフォーマンスには多くの違いがあります。 SLAは、一部のアプリケーションではリチウムよりも優れているため、割引すべきではありません。 ただし、リチウムはフォークリフトトラックのインスタンスでより強力なバッテリーです。