Udhëzuesi i plotë për baterinë e pirunit litium-jon kundrejt acidit të plumbit

Kur bëhet fjalë për zgjedhjen e baterisë së duhur për aplikacionin tuaj, ka të ngjarë të keni një listë të kushteve që duhet të përmbushni. Sa tension nevojitet, cili është kërkesa për kapacitet, ciklik apo gatishmërie, etj.

Pasi të keni ngushtuar specifikat, mund të pyesni veten: "A kam nevojë për një bateri litiumi apo një bateri tradicionale të mbyllur me acid plumbi?" Ose, më e rëndësishmja, "cili është ndryshimi midis litiumit dhe acidit të plumbit të mbyllur?" Ka disa faktorë për t'u marrë parasysh përpara se të zgjidhni një kimi baterie, pasi të dyja kanë pikat e forta dhe të dobëta.

Për qëllimet e këtij blogu, litiumi i referohet vetëm baterive me fosfat litium hekuri (LiFePO4) dhe SLA i referohet baterive me acid plumbi/acid plumbi të mbyllur.

Këtu shikojmë ndryshimet e performancës midis baterive të litiumit dhe acidit të plumbit

Performanca ciklike Litium VS SLA

Dallimi më i dukshëm midis fosfatit të hekurit të litiumit dhe acidit të plumbit është fakti se kapaciteti i baterisë së litiumit është i pavarur nga shkalla e shkarkimit. Figura më poshtë krahason kapacitetin aktual si përqindje e kapacitetit të vlerësuar të baterisë kundrejt shkallës së shkarkimit siç shprehet me C (C është e barabartë me rrymën e shkarkimit të ndarë me shkallën e kapacitetit). Me shkallë shkarkimi shumë të larta, për shembull 8C, kapaciteti i baterisë së acidit të plumbit është vetëm 60% e kapacitetit të vlerësuar.

Kapaciteti i baterisë së litiumit kundrejt llojeve të ndryshme të baterive të acidit të plumbit në rryma të ndryshme shkarkimi

Bateritë e litiumit kanë një jetëgjatësi më të gjatë se çdo paketë energjie me acid plumbi. Jetëgjatësia e baterive me acid plumbi është 1000-1500 cikle ose më pak. Litium-jon zgjat të paktën 3,000 cikle plus në varësi të aplikimit.

Prandaj, në aplikimet ciklike ku shkalla e shkarkimit është shpesh më e madhe se 0.1C, një bateri litiumi me vlerësim më të ulët shpesh do të ketë një kapacitet aktual më të lartë se bateria e krahasueshme e acidit të plumbit. Kjo do të thotë që me të njëjtin vlerësim kapaciteti, litiumi do të kushtojë më shumë, por ju mund të përdorni një litium me kapacitet më të ulët për të njëjtin aplikim me një çmim më të ulët. Kostoja e pronësisë kur merrni parasysh ciklin, rrit më tej vlerën e baterisë së litiumit kur krahasohet me një bateri me acid plumbi.

Dallimi i dytë më i dukshëm midis SLA dhe Litium është performanca ciklike e litiumit. Litiumi ka dhjetë herë jetën e ciklit të SLA në shumicën e kushteve. Kjo e sjell koston për cikël të litiumit më të ulët se SLA, që do të thotë se do t'ju duhet të zëvendësoni një bateri litium më rrallë se SLA në një aplikim ciklik.

Krahasimi i jetëgjatësisë së ciklit të baterisë LiFePO4 me SLA

Dorëzimi i vazhdueshëm i fuqisë Litium VS Acid Plumbi

Litiumi jep të njëjtën sasi energjie gjatë gjithë ciklit të shkarkimit, ndërsa furnizimi me energji i një SLA fillon e fortë, por shpërndahet. Avantazhi i fuqisë konstante të litiumit është paraqitur në grafikun më poshtë, i cili tregon tensionin kundrejt gjendjes së ngarkesës.

Këtu shohim avantazhin e vazhdueshëm të fuqisë së Litiumit ndaj Acidit të Plumbit

Një bateri litiumi siç tregohet në portokalli ka një tension konstant pasi shkarkohet gjatë gjithë shkarkimit. Fuqia është një funksion i tensionit herë rrymës. Kërkesa aktuale do të jetë konstante dhe kështu fuqia e dhënë, fuqia herë rryma, do të jetë konstante. Pra, le ta vendosim këtë në një shembull të jetës reale.

A keni ndezur ndonjëherë një elektrik dore dhe keni vënë re se është më e zbehtë se hera e fundit që e keni ndezur? Kjo është për shkak se bateria brenda elektrik dore po shuhet, por ende nuk ka vdekur plotësisht. Ai jep pak fuqi, por jo aq sa për të ndriçuar plotësisht llambën.

Nëse kjo do të ishte një bateri litiumi, llamba do të ishte po aq e ndritshme nga fillimi i jetës së saj deri në fund. Në vend që të zbehej, llamba thjesht nuk do të ndizet fare nëse bateria do të ishte e vdekur.

Kohët e Karikimit të Litiumit dhe SLA

Ngarkimi i baterive SLA është jashtëzakonisht i ngadaltë. Në shumicën e aplikacioneve ciklike, ju duhet të keni në dispozicion bateri shtesë SLA, në mënyrë që të mund të përdorni ende aplikacionin tuaj ndërsa bateria tjetër është duke u ngarkuar. Në aplikacionet e gatishmërisë, një bateri SLA duhet të mbahet në një karikim lundrues.

Me bateri litium, karikimi është katër herë më i shpejtë se SLA. Karikimi më i shpejtë do të thotë se bateria është më e gjatë në përdorim, dhe për këtë arsye kërkon më pak bateri. Ata gjithashtu rikuperohen shpejt pas një ngjarjeje (si në një aplikacion rezervë ose gatishmërie). Si bonus, nuk ka nevojë të mbash litium me një tarifë lundruese për ruajtje. Për më shumë informacion se si të karikoni një bateri litium, ju lutemi shikoni Karikimin tonë të Litiumit
Udhëzues.

Performanca e baterisë me temperaturë të lartë

Performanca e litiumit është shumë më e lartë se SLA në aplikimet me temperaturë të lartë. Në fakt, litiumi në 55°C ka ende dy herë jetëgjatësinë e ciklit sesa SLA në temperaturën e dhomës. Litiumi do të jetë më i mirë se plumbi në shumicën e kushteve, por është veçanërisht i fortë në temperatura të ngritura.

Jetëgjatësia e ciklit kundrejt temperaturave të ndryshme për bateritë LiFePO4

Performanca e baterisë me temperaturë të ftohtë

Temperaturat e ftohta mund të shkaktojnë reduktim të ndjeshëm të kapacitetit për të gjitha kimikatet e baterisë. Duke ditur këtë, ka dy gjëra që duhen marrë parasysh kur vlerësoni një bateri për përdorim në temperaturë të ftohtë: karikimi dhe shkarkimi. Një bateri litiumi nuk do të pranojë një karikim në një temperaturë të ulët (nën 32 ° F). Megjithatë, një SLA mund të pranojë ngarkesa të ulëta aktuale në një temperaturë të ulët.

Në të kundërt, një bateri litiumi ka një kapacitet më të lartë shkarkimi në temperatura të ftohta sesa SLA. Kjo do të thotë që bateritë e litiumit nuk duhet të jenë të dizajnuara për temperatura të ftohta, por karikimi mund të jetë një faktor kufizues. Në 0°F, litiumi shkarkohet në 70% të kapacitetit të tij të vlerësuar, por SLA është në 45%.

Një gjë që duhet marrë parasysh në temperaturë të ftohtë është gjendja e baterisë së litiumit kur dëshironi ta karikoni. Nëse bateria sapo ka përfunduar shkarkimin, bateria do të ketë gjeneruar nxehtësi të mjaftueshme për të pranuar një karikim. Nëse bateria ka pasur mundësi të ftohet, mund të mos pranojë një karikim nëse temperatura është nën 32°F.

Instalimi i baterisë

Nëse keni provuar ndonjëherë të instaloni një bateri me acid plumbi, e dini se sa e rëndësishme është të mos e instaloni atë në një pozicion të përmbysur për të parandaluar çdo problem të mundshëm me ventilimin. Ndërsa një SLA është projektuar që të mos rrjedhë, ndenjat e ventilimit lejojnë njëfarë çlirimi të mbetur të gazrave.

Në një model të baterisë litium, qelizat janë të gjitha të mbyllura individualisht dhe nuk mund të rrjedhin. Kjo do të thotë se nuk ka kufizime në orientimin e instalimit të një baterie litium. Mund të instalohet anash, me kokë poshtë ose në këmbë pa asnjë problem.

Krahasimi i peshës së baterisë

Litiumi, mesatarisht, është 55% më i lehtë se SLA, kështu që është më i lehtë për t'u zhvendosur ose instaluar.

Jetëgjatësia e ciklit kundrejt temperaturave të ndryshme për bateritë LiFePO4

SLA VS Magazinimi i baterive litium

Litiumi nuk duhet të ruhet në gjendjen 100% të ngarkesës (SOC), ndërsa SLA duhet të ruhet në 100%. Kjo është për shkak se shkalla e vetë-shkarkimit të një baterie SLA është 5 herë ose më e madhe se ajo e një baterie litium. Në fakt, shumë klientë do të mbajnë një bateri me acid plumbi në ruajtje me një karikues rrjedhës për ta mbajtur vazhdimisht baterinë në 100%, në mënyrë që jetëgjatësia e baterisë të mos ulet për shkak të ruajtjes.

Instalimi i baterive seri dhe paralel

Një shënim i shpejtë dhe i rëndësishëm: Kur instaloni bateritë në seri dhe paralele, është e rëndësishme që ato të përputhen me të gjithë faktorët duke përfshirë kapacitetin, tensionin, rezistencën, gjendjen e ngarkimit dhe kiminë. Bateritë SLA dhe litium nuk mund të përdoren së bashku në të njëjtin varg.

Meqenëse një bateri SLA konsiderohet një bateri "memece" në krahasim me litiumin (i cili ka një tabelë qarku që monitoron dhe mbron baterinë), ajo mund të trajtojë shumë më shumë bateri në një varg sesa litium.

Gjatësia e vargut të litiumit është e kufizuar nga përbërësit në tabelën e qarkut. Komponentët e bordit të qarkut mund të kenë kufizime të rrymës dhe tensionit që vargjet e gjata të serive do t'i tejkalojnë. Për shembull, një seri prej katër baterish litiumi do të ketë një tension maksimal prej 51.2 volt. Një faktor i dytë është mbrojtja e baterive. Një bateri që tejkalon kufijtë e mbrojtjes mund të prishë karikimin dhe shkarkimin e të gjithë vargut të baterive. Shumica e vargjeve të litiumit janë të kufizuara në 6 ose më pak (në varësi të modelit), por gjatësitë më të larta të vargjeve mund të arrihen me inxhinieri shtesë.

Ka shumë ndryshime midis baterisë së litiumit dhe performancës SLA. SLA nuk duhet të zbritet pasi ajo ende ka një avantazh ndaj litiumit në disa aplikacione. Sidoqoftë, litiumi është bateria më e fortë në rastet e kamionëve pirun.