Pilnīga rokasgrāmata par litija jonu iekrāvēja akumulatoru un svina skābi

Kad runa ir par lietojumprogrammai piemērotā akumulatora izvēli, jums, iespējams, ir saraksts ar nosacījumiem, kas jums jāizpilda. Cik liels spriegums ir nepieciešams, kāda ir jaudas prasība, ciklisks vai gaidīšanas režīms utt.

Kad esat sašaurinājis specifiku, jums var rasties jautājums: "Vai man ir nepieciešams litija akumulators vai tradicionāls slēgts svina skābes akumulators?" Vai, vēl svarīgāk, "kāda ir atšķirība starp litiju un noslēgtu svina skābi?" Pirms akumulatora ķīmijas izvēles jāņem vērā vairāki faktori, jo abiem ir gan stiprās, gan vājās puses.

Šajā emuārā litijs attiecas tikai uz litija dzelzs fosfāta (LiFePO4) akumulatoriem, un SLA attiecas uz svina skābes/slēgtā svina skābes akumulatoriem.

Šeit mēs aplūkojam litija un svina skābes akumulatoru veiktspējas atšķirības

Cikliskā veiktspēja Lithium VS SLA

Visievērojamākā atšķirība starp litija dzelzs fosfātu un svina skābi ir fakts, ka litija akumulatora jauda nav atkarīga no izlādes ātruma. Tālāk esošajā attēlā ir salīdzināta faktiskā jauda procentos no akumulatora nominālās jaudas pret izlādes ātrumu, kas izteikts ar C (C ir vienāds ar izlādes strāvu, kas dalīta ar jaudas nominālo vērtību). Ar ļoti augstu izlādes ātrumu, piemēram, .8C, svina skābes akumulatora jauda ir tikai 60% no nominālās jaudas.

Litija akumulatora ietilpība salīdzinājumā ar dažāda veida svina skābes akumulatoriem pie dažādām izlādes strāvām

Litija akumulatoriem ir ilgāks kalpošanas laiks nekā jebkuram svina-skābes barošanas blokam. Svina-skābes akumulatoru kalpošanas laiks ir 1000–1500 cikli vai mazāk. Litija jonu darbības ilgums ir vismaz 3,000 plus ciklu atkarībā no pielietojuma.

Tāpēc cikliskos lietojumos, kur izlādes ātrums bieži ir lielāks par 0.1 C, zemāka nominālā litija akumulatora faktiskā jauda bieži vien ir lielāka nekā salīdzināmam svina skābes akumulatoram. Tas nozīmē, ka ar tādu pašu jaudas novērtējumu litijs maksās vairāk, taču tam pašam lietojumam varat izmantot mazākas ietilpības litiju par zemāku cenu. Īpašumtiesību izmaksas, ņemot vērā ciklu, vēl vairāk palielina litija akumulatora vērtību, salīdzinot ar svina skābes akumulatoru.

Otra ievērojamākā atšķirība starp SLA un litiju ir litija cikliskā veiktspēja. Litijam ir desmit reizes ilgāks cikla ilgums nekā SLA vairumā apstākļu. Tādējādi litija cikla izmaksas ir zemākas nekā SLA, kas nozīmē, ka cikliskā lietojumā litija akumulators būs jāmaina retāk nekā SLA.

Salīdzinot LiFePO4 un SLA akumulatora cikla darbības laiku

Pastāvīga strāvas padeve litija VS svina skābe

Litijs nodrošina tādu pašu enerģijas daudzumu visā izlādes ciklā, savukārt SLA jaudas padeve sākas spēcīgi, bet izkliedējas. Litija pastāvīgās jaudas priekšrocības ir parādītas zemāk esošajā diagrammā, kurā parādīts spriegums attiecībā pret uzlādes stāvokli.

Šeit mēs redzam litija pastāvīgās jaudas priekšrocības salīdzinājumā ar svina skābi

Litija akumulatoram, kā parādīts oranžā krāsā, ir nemainīgs spriegums, jo tas izlādējas visā izlādes laikā. Jauda ir sprieguma un strāvas funkcija. Pašreizējais pieprasījums būs nemainīgs, un tādējādi piegādātā jauda, ​​jauda reizināta ar strāvu, būs nemainīga. Tātad, ieliksim to reālās dzīves piemērā.

Vai esat kādreiz ieslēdzis lukturīti un pamanījis, ka tas ir blāvāks nekā iepriekšējā reizē, kad to ieslēdzāt? Tas ir tāpēc, ka lukturīša akumulators beidzas, bet vēl nav pilnībā izlādējies. Tas izdala nedaudz jaudas, bet nepietiek, lai pilnībā apgaismotu spuldzi.

Ja tas būtu litija akumulators, spuldze būtu tikpat spilgta no tās darbības sākuma līdz beigām. Tā vietā, lai samazinātos, spuldze vienkārši neiedegtos vispār, ja akumulators būtu izlādējies.

Litija un SLA uzlādes laiki

SLA akumulatoru uzlāde notiek ļoti lēni. Lielākajā daļā ciklisko lietojumprogrammu jums ir jābūt pieejamiem papildu SLA akumulatoriem, lai jūs joprojām varētu izmantot savu lietojumprogrammu, kamēr tiek uzlādēts otrs akumulators. Gaidstāves lietojumprogrammās SLA akumulators ir jāuztur mainīgā uzlādes režīmā.

Ar litija akumulatoriem uzlāde ir četras reizes ātrāka nekā SLA. Ātrāka uzlāde nozīmē, ka akumulators tiek izmantots ilgāk, un tāpēc tam ir nepieciešams mazāk akumulatoru. Tie arī ātri atjaunojas pēc notikuma (piemēram, dublēšanas vai gaidstāves lietojumprogrammā). Kā bonuss ir tas, ka uzglabāšanai litijs nav jāuzglabā ar peldošo lādiņu. Lai iegūtu papildinformāciju par litija akumulatora uzlādi, lūdzu, skatiet mūsu Litija uzlāde
Vadīt.

Augstas temperatūras akumulatora veiktspēja

Litija veiktspēja ir daudz labāka nekā SLA augstas temperatūras lietojumos. Faktiski litijam 55 °C temperatūrā joprojām ir divreiz ilgāks cikla ilgums nekā SLA istabas temperatūrā. Litijs vairumā apstākļu pārspēj svinu, bet ir īpaši spēcīgs paaugstinātā temperatūrā.

Cikla kalpošanas laiks salīdzinājumā ar dažādām temperatūrām LiFePO4 akumulatoriem

Akumulatora veiktspēja aukstā temperatūrā

Aukstā temperatūra var ievērojami samazināt visu akumulatoru ķīmisko vielu kapacitāti. Zinot to, ir divas lietas, kas jāņem vērā, novērtējot akumulatoru lietošanai aukstā temperatūrā: uzlāde un izlāde. Litija akumulators nepieņem uzlādi zemā temperatūrā (zem 32°F). Tomēr SLA var pieņemt zemas strāvas maksas zemā temperatūrā.

Un otrādi, litija akumulatoram ir augstāka izlādes jauda aukstā temperatūrā nekā SLA. Tas nozīmē, ka litija akumulatoriem nav jābūt pārāk izstrādātiem zemām temperatūrām, taču uzlāde var būt ierobežojošs faktors. 0°F temperatūrā litijs tiek izvadīts ar 70% no tā nominālās jaudas, bet SLA ir 45%.

Viena lieta, kas jāņem vērā aukstā temperatūrā, ir litija akumulatora stāvoklis, kad vēlaties to uzlādēt. Ja akumulators ir tikko izlādējies, akumulators būs radījis pietiekami daudz siltuma, lai pieņemtu uzlādi. Ja akumulatoram ir bijusi iespēja atdzist, tas var nepieņemt uzlādi, ja temperatūra ir zemāka par 32 °F.

Akumulatora uzstādīšana

Ja kādreiz esat mēģinājis uzstādīt svina skābes akumulatoru, jūs zināt, cik svarīgi ir to neuzstādīt apgrieztā stāvoklī, lai novērstu iespējamās problēmas ar ventilāciju. Lai gan SLA ir izstrādāts tā, lai tas neizplūst, ventilācijas atveres ļauj nedaudz izdalīt gāzes.

Litija akumulatora konstrukcijā visas šūnas ir atsevišķi noslēgtas un nevar noplūst. Tas nozīmē, ka litija akumulatora uzstādīšanas orientācijai nav ierobežojumu. To var uzstādīt uz sāniem, otrādi vai stāvus bez problēmām.

Akumulatora svara salīdzinājums

Litijs vidēji ir par 55% vieglāks nekā SLA, tāpēc to ir vieglāk pārvietot vai uzstādīt.

Cikla kalpošanas laiks salīdzinājumā ar dažādām temperatūrām LiFePO4 akumulatoriem

SLA VS litija akumulatoru glabātuve

Litiju nevajadzētu uzglabāt 100% uzlādes stāvoklī (SOC), savukārt SLA ir jāuzglabā 100% līmenī. Tas ir tāpēc, ka SLA akumulatora pašizlādes ātrums ir 5 reizes vai lielāks nekā litija akumulatoram. Faktiski daudzi klienti svina skābes akumulatoru uzturēs glabāšanā ar lādētāju, lai nepārtraukti uzturētu akumulatoru 100% līmenī, lai akumulatora darbības laiks nesamazinātos uzglabāšanas dēļ.

Sērijveida un paralēlo akumulatoru uzstādīšana

Ātra un svarīga piezīme: uzstādot akumulatorus sērijveidā un paralēli, ir svarīgi, lai tie būtu saskaņoti ar visiem faktoriem, tostarp ietilpību, spriegumu, pretestību, uzlādes stāvokli un ķīmiju. SLA un litija baterijas nevar izmantot kopā vienā virknē.

Tā kā SLA akumulators tiek uzskatīts par “mēmu” akumulatoru salīdzinājumā ar litija akumulatoru (kam ir shēmas plate, kas uzrauga un aizsargā akumulatoru), tas var apstrādāt daudz vairāk bateriju virknē nekā litijs.

Litija virknes garumu ierobežo shēmas plates komponenti. Shēmas plates komponentiem var būt strāvas un sprieguma ierobežojumi, ko garas virknes pārsniegs. Piemēram, četru litija bateriju virknes maksimālais spriegums būs 51.2 volti. Otrs faktors ir bateriju aizsardzība. Viens akumulators, kas pārsniedz aizsardzības ierobežojumus, var traucēt visas akumulatoru virknes uzlādi un izlādēšanos. Lielākajai daļai litija virkņu ir ierobežots līdz 6 vai mazāk (atkarīgs no modeļa), bet lielāku stīgu garumu var sasniegt, izmantojot papildu inženieriju.

Ir daudz atšķirību starp litija akumulatoru un SLA veiktspēju. SLA nevajadzētu samazināt, jo dažās lietojumprogrammās tai joprojām ir priekšrocības salīdzinājumā ar litiju. Tomēr litijs ir spēcīgāks akumulators iekrāvēju gadījumos.