Išsamus ličio jonų šakinio krautuvo akumuliatoriaus ir švino rūgšties vadovas

Kai reikia pasirinkti tinkamą akumuliatorių savo programai, tikriausiai turite sąlygų, kurias turite įvykdyti, sąrašą. Kiek reikia įtampos, koks talpos reikalavimas, ciklinis ar budėjimo režimas ir pan.

Kai susiaurinsite specifiką, jums gali kilti klausimas: „ar man reikia ličio akumuliatoriaus ar tradicinio sandaraus švino rūgšties akumuliatoriaus? Arba, dar svarbiau, "kuo skiriasi ličio ir sandarios švino rūgšties?" Prieš pasirenkant akumuliatoriaus cheminę sudėtį, reikia atsižvelgti į kelis veiksnius, nes abu turi savo stipriąsias ir silpnąsias puses.

Šiame tinklaraštyje litis reiškia tik ličio geležies fosfato (LiFePO4) baterijas, o SLA – švino rūgšties / sandarias švino rūgšties baterijas.

Čia pažvelgsime į ličio ir švino rūgšties akumuliatorių veikimo skirtumus

Cyclic Performance Lithium VS SLA

Ryškiausias skirtumas tarp ličio geležies fosfato ir švino rūgšties yra tai, kad ličio baterijos talpa nepriklauso nuo išsikrovimo greičio. Toliau pateiktame paveikslėlyje palyginama tikroji akumuliatoriaus talpa, išreikšta procentais nuo nominalios akumuliatoriaus talpos, ir iškrovimo greitis, išreikštas C (C lygus iškrovos srovei, padalytai iš talpos nominalios talpos). Esant labai dideliam iškrovimo greičiui, pavyzdžiui, 8 C, švino rūgšties akumuliatoriaus talpa sudaro tik 60 % vardinės talpos.

Ličio akumuliatoriaus talpa, palyginti su įvairių tipų švino rūgšties akumuliatoriais, esant įvairioms iškrovos srovėms

Ličio baterijų tarnavimo laikas yra ilgesnis nei bet kurio švino rūgšties maitinimo bloko. Švino rūgšties baterijų veikimo laikas yra 1000–1500 ciklų ar mažiau. Ličio jonai veikia mažiausiai 3,000 plius ciklų, priklausomai nuo taikymo.

Todėl cikliškai naudojant, kai iškrovos greitis dažnai yra didesnis nei 0.1 C, mažesnės nominalios ličio baterijos faktinė talpa dažnai bus didesnė nei panaši švino rūgšties baterija. Tai reiškia, kad esant tokiai pat talpai, litis kainuos daugiau, tačiau tam pačiam tikslui galite naudoti mažesnės talpos litį už mažesnę kainą. Atsižvelgiant į ciklą, nuosavybės kaina dar labiau padidina ličio akumuliatoriaus vertę, palyginti su švino rūgšties akumuliatoriumi.

Antras ryškiausias skirtumas tarp SLA ir ličio yra cikliškas ličio veikimas. Daugeliu sąlygų ličio ciklas yra dešimt kartų ilgesnis nei SLA. Dėl to ličio ciklo kaina yra mažesnė nei SLA, o tai reiškia, kad naudojant ciklinę programą ličio bateriją turėsite keisti rečiau nei SLA.

Lyginant LiFePO4 ir SLA akumuliatoriaus veikimo laiką

Nuolatinis energijos tiekimas Lithium VS Lead-Acid

Litis tiekia tą patį energijos kiekį per visą iškrovimo ciklą, o SLA energijos tiekimas prasideda stipriai, bet išsisklaido. Pastovios ličio galios pranašumas parodytas žemiau esančiame grafike, kuriame rodoma įtampa, palyginti su įkrovimo būsena.

Čia matome nuolatinį ličio pranašumą prieš švino rūgštį

Ličio baterijos, kaip parodyta oranžine spalva, įtampa yra pastovi, nes ji išsikrauna per visą iškrovą. Galia yra įtampos ir srovės funkcija. Srovės poreikis bus pastovus, todėl tiekiama galia, galia padauginta iš srovės, bus pastovi. Taigi, pateikkime tai realaus gyvenimo pavyzdžiu.

Ar kada nors įjungėte žibintuvėlį ir pastebėjote, kad jis blausesnis nei paskutinį kartą, kai jį įjungėte? Taip yra todėl, kad žibintuvėlyje esanti baterija senka, bet dar nėra visiškai išsikrovusi. Jis skleidžia šiek tiek galios, bet nepakanka, kad lemputė visiškai apšviestų.

Jei tai būtų ličio baterija, lemputė būtų tokia pat ryški nuo pat jos veikimo pradžios iki pabaigos. Užuot susilpnėjusi, lemputė tiesiog neįsijungtų, jei baterija būtų išsikrovusi.

Ličio ir SLA įkrovimo laikas

SLA baterijų įkrovimas yra žinomas lėtai. Daugumoje ciklinių programų turite turėti papildomų SLA baterijų, kad galėtumėte naudoti programą, kol kraunasi kita baterija. Budėjimo režimo programose SLA baterija turi būti nuolat įkraunama.

Naudojant ličio baterijas, įkraunama keturis kartus greičiau nei SLA. Greitesnis įkrovimas reiškia, kad baterija ilgiau naudojama, todėl reikia mažiau baterijų. Jie taip pat greitai atsikuria po įvykio (pvz., naudojant atsarginę kopiją arba budėjimo režimą). Kaip premiją, nereikia laikyti ličio plūduriuojančiame įkrovime. Norėdami gauti daugiau informacijos apie tai, kaip įkrauti ličio bateriją, žr. Ličio įkrovimą
Vadovas.

Aukštos temperatūros akumuliatoriaus našumas

Ličio našumas yra daug pranašesnis už SLA aukštoje temperatūroje. Tiesą sakant, ličio ciklas 55 °C temperatūroje vis dar dvigubai ilgesnis nei SLA kambario temperatūroje. Ličio našumas daugumoje sąlygų pranoks šviną, tačiau yra ypač stiprus aukštesnėje temperatūroje.

LiFePO4 baterijų ciklo trukmė ir įvairios temperatūros

Baterijos veikimas šaltoje temperatūroje

Dėl šaltos temperatūros gali labai sumažėti visų cheminių elementų akumuliatorių talpa. Tai žinant, vertinant akumuliatoriaus naudojimą žemoje temperatūroje, reikia atsižvelgti į du dalykus: įkrovimą ir iškrovimą. Ličio baterijos negalima įkrauti esant žemai temperatūrai (žemesnei nei 32 °F). Tačiau SLA gali priimti mažus srovės mokesčius esant žemai temperatūrai.

Ir atvirkščiai, ličio baterija turi didesnę iškrovimo galią esant žemai temperatūrai nei SLA. Tai reiškia, kad ličio baterijos neturi būti per daug pritaikytos žemai temperatūrai, tačiau įkrovimas gali būti ribojantis veiksnys. Esant 0 °F, ličio išleidžiama 70 % vardinės talpos, tačiau SLA yra 45 %.

Vienas dalykas, į kurį reikia atsižvelgti esant žemai temperatūrai, yra ličio akumuliatoriaus būsena, kai norite jį įkrauti. Jei akumuliatorius ką tik išsikrovė, akumuliatorius bus sukūręs pakankamai šilumos, kad galėtų įkrauti. Jei akumuliatorius galėjo atvėsti, jis gali nepriimti įkrovimo, jei temperatūra yra žemesnė nei 32 °F.

Baterijos diegimas

Jei kada nors bandėte įdėti švino rūgšties akumuliatorių, žinote, kaip svarbu jo neįdiegti apverstoje padėtyje, kad išvengtumėte galimų problemų dėl ventiliacijos. Nors SLA sukurta taip, kad nenutekėtų, ventiliacijos angos leidžia šiek tiek išleisti dujas.

Ličio baterijos konstrukcijoje visi elementai yra atskirai sandarūs ir negali nutekėti. Tai reiškia, kad ličio akumuliatoriaus montavimo orientacijai nėra jokių apribojimų. Jis gali būti montuojamas ant šono, apverstas arba atsistojus be problemų.

Baterijos svorio palyginimas

Litis yra vidutiniškai 55% lengvesnis nei SLA, todėl jį lengviau perkelti ar montuoti.

LiFePO4 baterijų ciklo trukmė ir įvairios temperatūros

SLA VS ličio baterijų saugykla

Ličio negalima laikyti esant 100 % įkrovimo būsenai (SOC), tuo tarpu SLA turi būti laikomas 100 %. Taip yra todėl, kad SLA akumuliatoriaus savaiminio išsikrovimo greitis yra 5 kartus arba didesnis nei ličio akumuliatoriaus. Tiesą sakant, daugelis klientų laikys švino rūgšties akumuliatorių saugykloje su įkrovikliu, kad akumuliatorius nuolat būtų įkrautas 100%, kad akumuliatoriaus veikimo laikas nesumažėtų dėl saugojimo.

Serijinių ir lygiagrečių baterijų montavimas

Greita ir svarbi pastaba: įdėdami baterijas nuosekliai ir lygiagrečiai, svarbu, kad jos būtų suderintos pagal visus veiksnius, įskaitant talpą, įtampą, varžą, įkrovos būseną ir chemiją. SLA ir ličio baterijos negali būti naudojamos kartu toje pačioje eilutėje.

Kadangi SLA baterija yra laikoma „kvaila“ baterija, palyginti su ličio baterija (kuri turi grandinę, kuri stebi ir saugo bateriją), ji gali apdoroti daug daugiau baterijų nei ličio.

Ličio stygos ilgį riboja plokštės komponentai. Grandinės plokštės komponentai gali turėti srovės ir įtampos apribojimus, kuriuos ilgos serijos eilutės viršys. Pavyzdžiui, keturių ličio baterijų serijos įtampa bus 51.2 volto. Antras veiksnys yra baterijų apsauga. Viena baterija, kuri viršija apsaugos ribas, gali sutrikdyti visos baterijų grandinės įkrovimą ir iškrovimą. Daugumos ličio stygų skaičius ribojamas iki 6 ar mažiau (priklauso nuo modelio), tačiau naudojant papildomą inžineriją galima pasiekti didesnį stygų ilgį.

Yra daug skirtumų tarp ličio baterijos ir SLA veikimo. SLA neturėtų būti nuleistas, nes kai kuriose programose jis vis dar pranašesnis už ličio. Tačiau šakinių sunkvežimių atveju ličio baterija yra stipresnė.