Den kompletta guiden till litiumjongaffeltruckbatteri vs blysyra

När det gäller att välja rätt batteri för din applikation har du förmodligen en lista med villkor som du måste uppfylla. Hur mycket spänning behövs, vad är kapacitetskravet, cykliskt eller standby osv.

När du har begränsat detaljerna kanske du undrar, "behöver jag ett litiumbatteri eller ett traditionellt förseglat blybatteri?" Eller, ännu viktigare, "vad är skillnaden mellan litium och förseglad blysyra?" Det finns flera faktorer att tänka på innan du väljer en batterikemi, eftersom båda har styrkor och svagheter.

I den här bloggens syfte avser litium endast litiumjärnfosfatbatterier (LiFePO4) och SLA avser blysyra/förseglade blysyrabatterier.

Här tittar vi på prestandaskillnaderna mellan litium- och blybatterier

Cyclic Performance Lithium VS SLA

Den mest anmärkningsvärda skillnaden mellan litiumjärnfosfat och blysyra är det faktum att litiumbatteriets kapacitet är oberoende av urladdningshastigheten. Figuren nedan jämför den faktiska kapaciteten i procent av batteriets nominella kapacitet kontra urladdningshastigheten uttryckt med C (C är lika med urladdningsströmmen delat med kapacitetsklassificeringen). Med mycket höga urladdningshastigheter, till exempel 8C, är blybatteriets kapacitet endast 60 % av den nominella kapaciteten.

Kapaciteten hos litiumbatteri kontra olika typer av blybatterier vid olika urladdningsströmmar

Litiumbatterier har längre livslängd än något bly-syra-batteri. Blysyrabatteriers livslängd är 1000–1500 cykler eller mindre. Litiumjon håller minst 3,000 XNUMX plus cykler beroende på applikation.

Därför, i cykliska applikationer där urladdningshastigheten ofta är större än 0.1 C, har ett lägre märkt litiumbatteri ofta en högre faktisk kapacitet än det jämförbara blybatteriet. Detta innebär att litiumet kommer att kosta mer vid samma kapacitetsklassning, men du kan använda ett litium med lägre kapacitet för samma applikation till ett lägre pris. Ägandekostnaden när man tänker på cykeln ökar ytterligare värdet på litiumbatteriet jämfört med ett blybatteri.

Den näst mest anmärkningsvärda skillnaden mellan SLA och Litium är litiums cykliska prestanda. Litium har tio gånger så lång cykellivslängd som SLA under de flesta förhållanden. Detta gör att kostnaden per cykel för litium är lägre än SLA, vilket innebär att du måste byta ut ett litiumbatteri mindre ofta än SLA i en cyklisk applikation.

Jämför LiFePO4 vs SLA battericykellivslängd

Konstant kraftleverans Litium VS blysyra

Litium levererar samma mängd kraft under hela urladdningscykeln, medan en SLA:s kraftleverans börjar starkt men försvinner. Den konstanta effektfördelen med litium visas i grafen nedan som visar spänning kontra laddningstillstånd.

Här ser vi den konstanta kraftfördelen med litium mot bly-syra

Ett litiumbatteri som visas i orange har en konstant spänning när det laddas ur under hela urladdningen. Effekt är en funktion av spänning gånger ström. Strömbehovet kommer att vara konstant och därmed kommer den levererade effekten, effekt gånger ström, att vara konstant. Så låt oss sätta detta i ett verkligt exempel.

Har du någonsin slagit på en ficklampa och märkt att den är svagare än förra gången du tände den? Detta beror på att batteriet inuti ficklampan håller på att dö, men ännu inte helt dött. Det ger ifrån sig lite kraft, men inte tillräckligt för att helt lysa upp glödlampan.

Om detta vore ett litiumbatteri skulle glödlampan vara lika ljus från början av sin livslängd till slutet. Istället för att avta skulle glödlampan bara inte tändas alls om batteriet var dött.

Laddningstider för litium och SLA

Att ladda SLA-batterier är notoriskt långsamt. I de flesta cykliska applikationer måste du ha extra SLA-batterier tillgängliga så att du fortfarande kan använda din applikation medan det andra batteriet laddas. I standby-applikationer måste ett SLA-batteri hållas på en flytande laddning.

Med litiumbatterier är laddningen fyra gånger snabbare än SLA. Den snabbare laddningen innebär att batteriet används längre och kräver därför mindre batterier. De återhämtar sig också snabbt efter en händelse (som i en backup- eller standby-applikation). Som en bonus finns det inget behov av att hålla litium på en flytladdning för lagring. För mer information om hur man laddar ett litiumbatteri, se vår Litiumladdning
Guide.

Hög temperatur batteriprestanda

Litiums prestanda är vida överlägsen än SLA i högtemperaturapplikationer. Faktum är att litium vid 55°C fortfarande har dubbelt så lång cykellivslängd som SLA har vid rumstemperatur. Litium kommer att överträffa bly under de flesta förhållanden men är särskilt starkt vid höga temperaturer.

Cykellivslängd kontra olika temperaturer för LiFePO4-batterier

Batteriprestanda vid kall temperatur

Kalla temperaturer kan orsaka betydande kapacitetsminskning för alla batterikemi. Medveten om detta finns det två saker att tänka på när man utvärderar ett batteri för användning i kall temperatur: laddning och urladdning. Ett litiumbatteri kan inte laddas vid låg temperatur (under 32°F). En SLA kan dock acceptera låga strömladdningar vid låg temperatur.

Omvänt har ett litiumbatteri en högre urladdningskapacitet vid kalla temperaturer än SLA. Detta innebär att litiumbatterier inte behöver vara överdesignade för kalla temperaturer, men laddning kan vara en begränsande faktor. Vid 0°F släpps litium ut vid 70 % av dess nominella kapacitet, men SLA är på 45 %.

En sak att tänka på vid kall temperatur är litiumbatteriets tillstånd när du vill ladda det. Om batteriet precis har slutat laddas ur kommer batteriet att ha genererat tillräckligt med värme för att ta emot en laddning. Om batteriet har haft en chans att svalna kanske det inte accepterar en laddning om temperaturen är under 32°F.

Batteriinstallation

Om du någonsin har försökt installera ett blybatteri vet du hur viktigt det är att inte installera det i en inverterad position för att förhindra eventuella problem med ventilering. Medan en SLA är utformad för att inte läcka, tillåter ventilerna viss kvarvarande utsläpp av gaserna.

I en litiumbatteridesign är cellerna alla individuellt förseglade och kan inte läcka. Det betyder att det inte finns någon begränsning i installationsriktningen för ett litiumbatteri. Den kan installeras på sidan, upp och ner eller stående utan problem.

Batteriviktsjämförelse

Litium är i genomsnitt 55 % lättare än SLA, så det är lättare att flytta eller installera.

Cykellivslängd kontra olika temperaturer för LiFePO4-batterier

SLA VS Litiumbatterilagring

Litium bör inte lagras vid 100% State of Charge (SOC), medan SLA måste lagras vid 100%. Detta beror på att självurladdningshastigheten för ett SLA-batteri är 5 gånger eller högre än för ett litiumbatteri. Faktum är att många kunder kommer att behålla ett blybatteri i lager med en underhållsladdare för att kontinuerligt hålla batteriet på 100 %, så att batteritiden inte minskar på grund av lagring.

Installation av serie- och parallellbatterier

En snabb och viktig notering: När du installerar batterier i serie och parallellt är det viktigt att de matchas över alla faktorer inklusive kapacitet, spänning, resistans, laddningstillstånd och kemi. SLA- och litiumbatterier kan inte användas tillsammans i samma sträng.

Eftersom ett SLA-batteri anses vara ett "dumt" batteri i jämförelse med litium (som har ett kretskort som övervakar och skyddar batteriet), kan det hantera många fler batterier i en sträng än litium.

Stränglängden på litium begränsas av komponenterna på kretskortet. Kretskortskomponenter kan ha ström- och spänningsbegränsningar som långa seriesträngar kommer att överskrida. Till exempel kommer en serie med fyra litiumbatterier att ha en maxspänning på 51.2 volt. En andra faktor är skyddet av batterierna. Ett batteri som överskrider skyddsgränserna kan störa laddningen och urladdningen av hela strängen av batterier. De flesta litiumsträngar är begränsade till 6 eller färre (modellberoende), men högre stränglängder kan nås med ytterligare ingenjörskonst.

Det finns många skillnader mellan litiumbatteri och SLA-prestanda. SLA bör inte diskonteras eftersom det fortfarande har en fördel gentemot litium i vissa applikationer. Litium är dock det starkare batteriet i gaffeltruckar.