Комплетан водич за литијум-јонску батерију виљушкара у односу на оловну киселину


Када је у питању избор праве батерије за вашу апликацију, вероватно имате листу услова које морате да испуните. Колики је напон потребан, који је захтев за капацитетом, циклично или у стању приправности, итд.

Једном када сузите детаље, можда ћете се питати „да ли ми треба литијумска батерија или традиционална запечаћена оловна батерија?“ Или, што је још важније, „која је разлика између литијума и затворене оловне киселине?“ Постоји неколико фактора које треба узети у обзир пре него што изаберете хемију батерије, јер оба имају предности и слабости.

За потребе овог блога, литијум се односи само на литијум-гвожђе-фосфатне (ЛиФеПО4) батерије, а СЛА се односи на оловне/запечаћене оловне батерије.

Овде посматрамо разлике у перформансама између литијумских и оловних батерија

Цицлиц Перформанце Литхиум ВС СЛА

Најзначајнија разлика између литијум гвожђе фосфата и оловне киселине је чињеница да је капацитет литијумске батерије независан од брзине пражњења. На слици испод се пореди стварни капацитет као проценат номиналног капацитета батерије са брзином пражњења израженом са Ц (Ц је једнака струји пражњења подељеној са оценом капацитета). Са веома високим стопама пражњења, на пример .8Ц, капацитет оловне батерије је само 60% номиналног капацитета.

Капацитет литијумске батерије у односу на различите врсте оловних батерија при различитим струјама пражњења

Литијумске батерије имају дужи век трајања од било ког оловног напајања. Животни век оловних батерија је 1000–1500 циклуса или мање. Литијум-јонска траје најмање 3,000 плус циклуса у зависности од примене.

Због тога, у цикличним апликацијама где је брзина пражњења често већа од 0.1Ц, литијумска батерија нижег ранга ће често имати већи стварни капацитет од упоредиве оловне батерије. То значи да ће са истом оценом капацитета, литијум коштати више, али можете користити литијум мањег капацитета за исту апликацију по нижој цени. Трошкови поседовања када узмете у обзир циклус, додатно повећавају вредност литијумске батерије у поређењу са оловном батеријом.

Друга најприметнија разлика између СЛА и литијума је циклична перформанса литијума. Литијум има десет пута дужи век трајања од СЛА у већини услова. Ово доноси цену по циклусу литијума нижу од СЛА, што значи да ћете морати да мењате литијумску батерију ређе него СЛА у цикличној примени.

Поређење циклуса трајања батерије ЛиФеПО4 и СЛА батерије

Константна испорука снаге Литијум ВС оловна киселина

Литијум испоручује исту количину енергије током целог циклуса пражњења, док СЛА испорука енергије почиње снажно, али се распршује. Предност константне снаге литијума је приказана на графикону испод који приказује напон у односу на стање напуњености.

Овде видимо сталну предност у снази литијума у ​​односу на оловну киселину

Литијумска батерија као што је приказано наранџасто има константан напон док се празни током целог пражњења. Снага је функција напона пута струје. Тренутна потражња ће бити константна, а тиме ће испоручена снага, снага пута струја, бити константна. Дакле, хајде да ово ставимо на пример из стварног живота.

Да ли сте икада упалили батеријску лампу и приметили да је слабија него када сте је последњи пут укључили? То је зато што се батерија унутар батеријске лампе гаси, али још није потпуно мртва. Даје мало снаге, али недовољно да у потпуности осветли сијалицу.

Да је ово литијумска батерија, сијалица би била једнако светла од почетка свог века до краја. Уместо да нестане, сијалица се уопште не би укључила да је батерија празна.

Времена пуњења литијума и СЛА

Пуњење СЛА батерија је ноторно споро. У већини цикличних апликација, потребно је да имате додатне СЛА батерије на располагању како бисте и даље могли да користите своју апликацију док се друга батерија пуни. У стандби апликацијама, СЛА батерија мора бити напуњена.

Са литијумским батеријама, пуњење је четири пута брже од СЛА. Брже пуњење значи да је батерија у употреби више времена и стога захтева мање батерија. Такође се брзо опорављају након догађаја (као у апликацији за резервну копију или у стању приправности). Као бонус, нема потребе да се литијум држи на пливајућем пуњењу за складиштење. За више информација о томе како да пуните литијумску батерију, погледајте наше Пуњење литијумом
Водич.

Перформансе батерије при високим температурама

Перформансе литијума су далеко боље од СЛА у апликацијама на високим температурама. У ствари, литијум на 55°Ц и даље има двоструко дужи животни век него СЛА на собној температури. Литијум ће надмашити олово у већини услова, али је посебно јак на повишеним температурама.

Животни век у односу на различите температуре за ЛиФеПО4 батерије

Перформансе батерије при хладној температури

Ниске температуре могу узроковати значајно смањење капацитета за све хемијске саставе батерија. Знајући ово, постоје две ствари које треба узети у обзир када процењујете батерију за употребу на ниским температурама: пуњење и пражњење. Литијумска батерија неће прихватити пуњење на ниској температури (испод 32° Ф). Међутим, СЛА може прихватити ниске струје на ниској температури.

Супротно томе, литијумска батерија има већи капацитет пражњења на ниским температурама од СЛА. То значи да литијумске батерије не морају да буду превише дизајниране за ниске температуре, али пуњење може бити ограничавајући фактор. На 0°Ф, литијум се празни са 70% свог номиналног капацитета, али СЛА је на 45%.

Једна ствар коју треба узети у обзир при ниским температурама је стање литијумске батерије када желите да је пуните. Ако се батерија управо испразнила, батерија ће произвести довољно топлоте да прихвати пуњење. Ако је батерија имала прилику да се охлади, можда неће прихватити пуњење ако је температура испод 32°Ф.

Инсталација батерије

Ако сте икада покушали да инсталирате оловну батерију, знате колико је важно да је не инсталирате у обрнутом положају како бисте спречили потенцијалне проблеме са вентилацијом. Док је СЛА дизајниран да не цури, отвори за вентилацију омогућавају одређено ослобађање гасова.

У дизајну литијумске батерије, све ћелије су појединачно запечаћене и не могу да процуре. То значи да нема ограничења у оријентацији уградње литијумске батерије. Може се инсталирати на бочној страни, наопако или усправно без проблема.

Поређење тежине батерије

Литијум је у просеку 55% ​​лакши од СЛА, тако да га је лакше преместити или инсталирати.

Животни век у односу на различите температуре за ЛиФеПО4 батерије

СЛА ВС Складиштење литијумских батерија

Литијум не треба да се складишти на 100% напуњености (СОЦ), док СЛА треба да се чува на 100%. То је зато што је брзина самопражњења СЛА батерије 5 пута или већа од оне код литијумске батерије. У ствари, многи купци ће одржавати оловну киселинску батерију у складишту са пуњачем за континуирано одржавање батерије на 100%, тако да се век батерије не смањује због складиштења.

Серијска и паралелна инсталација батерија

Брза и важна напомена: Приликом уградње батерија у серију и паралелно, важно је да буду усклађене у свим факторима укључујући капацитет, напон, отпор, стање напуњености и хемију. СЛА и литијумске батерије не могу се користити заједно у истом низу.

Пошто се СЛА батерија сматра „глупом“ батеријом у поређењу са литијумском (која има плочу која надгледа и штити батерију), она може да поднесе много више батерија у низу него литијум.

Дужина жице литијума је ограничена компонентама на плочи. Компоненте матичне плоче могу имати ограничења струје и напона која ће дуги низови серије премашити. На пример, серијски низ од четири литијумске батерије имаће максимални напон од 51.2 волта. Други фактор је заштита батерија. Једна батерија која прелази границе заштите може пореметити пуњење и пражњење читавог низа батерија. Већина литијумских жица је ограничена на 6 или мање (зависно од модела), али веће дужине жице се могу постићи додатним инжењерингом.

Постоји много разлика између литијумске батерије и СЛА перформанси. СЛА не треба одбацивати јер још увек има предност у односу на литијум у неким апликацијама. Међутим, литијум је јача батерија у случајевима виљушкара.

en English
X