คู่มือฉบับสมบูรณ์สำหรับแบตเตอรี่รถยกลิเธียมไอออนเทียบกับตะกั่ว-กรด

เมื่อพูดถึงการเลือกแบตเตอรี่ที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันของคุณคุณอาจมีรายการเงื่อนไขที่ต้องปฏิบัติตาม ต้องการแรงดันไฟฟ้าเท่าใดความต้องการความจุรอบหรือสแตนด์บายเป็นต้น

เมื่อคุณ จำกัด ข้อมูลเฉพาะให้แคบลงแล้วคุณอาจสงสัยว่า“ ฉันต้องการแบตเตอรี่ลิเธียมหรือแบตเตอรี่กรดตะกั่วแบบปิดผนึกแบบดั้งเดิมหรือไม่” หรือที่สำคัญกว่านั้นคือ“ อะไรคือความแตกต่างระหว่างลิเทียมและกรดตะกั่วปิดผนึก?” มีหลายปัจจัยที่ต้องพิจารณาก่อนเลือกเคมีของแบตเตอรี่เนื่องจากทั้งสองมีจุดแข็งและจุดอ่อน

สำหรับวัตถุประสงค์ของบล็อกนี้ ลิเธียมหมายถึงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนฟอสเฟต (LiFePO4) เท่านั้น และ SLA หมายถึงแบตเตอรี่กรดตะกั่ว/กรดตะกั่วที่ปิดผนึก

เรามาดูความแตกต่างด้านประสิทธิภาพระหว่างแบตเตอรี่ลิเธียมและตะกั่วกรด

ประสิทธิภาพ Cyclic Lithium VS SLA

ความแตกต่างที่โดดเด่นที่สุดระหว่างลิเธียมโซเดียมฟอสเฟตและกรดตะกั่วคือความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไม่ขึ้นกับอัตราการปลดปล่อย รูปด้านล่างเปรียบเทียบความจุจริงเป็นเปอร์เซ็นต์ของความจุพิกัดของแบตเตอรี่กับอัตราการคายประจุที่แสดงโดย C (C เท่ากับกระแสไฟคายประจุหารด้วยพิกัดความจุ) ด้วยอัตราการคายประจุที่สูงมาก เช่น .8C ความจุของแบตเตอรี่กรดตะกั่วมีเพียง 60% ของความจุที่กำหนด

ความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมเทียบกับแบตเตอรี่กรดตะกั่วประเภทต่างๆ ที่กระแสไฟต่างๆ

แบตเตอรี่ลิเธียมมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าชุดจ่ายไฟแบบตะกั่ว-กรด อายุการใช้งานแบตเตอรี่ตะกั่วกรดคือ 1000–1500 รอบหรือน้อยกว่า ลิเธียมไอออนมีอายุการใช้งานอย่างน้อย 3,000 รอบขึ้นไป ขึ้นอยู่กับการใช้งาน

ดังนั้นในการใช้งานแบบวนรอบที่อัตราการคายประจุมักจะมากกว่า 0.1C แบตเตอรี่ลิเธียมที่ได้รับการจัดอันดับต่ำกว่ามักจะมีความจุจริงสูงกว่าแบตเตอรี่กรดตะกั่วที่เทียบเคียงได้ ซึ่งหมายความว่าในระดับความจุเดียวกันลิเธียมจะมีราคาสูงกว่า แต่คุณสามารถใช้ลิเธียมที่มีความจุต่ำกว่าสำหรับแอปพลิเคชันเดียวกันได้ในราคาที่ถูกกว่า ค่าใช้จ่ายในการเป็นเจ้าของเมื่อคุณพิจารณาวัฏจักรจะช่วยเพิ่มมูลค่าของแบตเตอรี่ลิเธียมเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่กรดตะกั่ว

ความแตกต่างที่สำคัญอันดับสองระหว่าง SLA และ Lithium คือประสิทธิภาพของลิเธียมแบบวัฏจักร ลิเธียมมีวงจรชีวิตของ SLA เป็นสิบเท่าภายใต้เงื่อนไขส่วนใหญ่ สิ่งนี้ทำให้ต้นทุนต่อรอบของลิเธียมต่ำกว่า SLA ซึ่งหมายความว่าคุณจะต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่ลิเธียมน้อยกว่า SLA ในแอปพลิเคชันแบบวนรอบ

เปรียบเทียบอายุการใช้งานแบตเตอรี่ LiFePO4 กับ SLA

การจ่ายพลังงานคงที่ ลิเธียม VS ตะกั่ว-กรด

ลิเธียมส่งพลังงานในปริมาณเท่ากันตลอดวงจรการคายประจุทั้งหมด ในขณะที่การจ่ายพลังงานของ SLA เริ่มต้นอย่างแข็งแกร่ง แต่กระจายไป ข้อได้เปรียบด้านพลังงานคงที่ของลิเธียมแสดงในกราฟด้านล่างซึ่งแสดงแรงดันไฟฟ้าเทียบกับสถานะของประจุ

ที่นี่เราเห็นความได้เปรียบด้านพลังงานคงที่ของลิเธียมเทียบกับตะกั่ว-กรด

แบตเตอรี่ลิเธียมดังที่แสดงในสีส้มมีแรงดันไฟฟ้าคงที่ขณะคายประจุตลอดการคายประจุทั้งหมด กำลังเป็นฟังก์ชันของแรงดันคูณกระแส ความต้องการในปัจจุบันจะคงที่ ดังนั้นกำลังที่จ่าย กำลังไฟฟ้าครั้งปัจจุบัน จะคงที่ ลองยกตัวอย่างในชีวิตจริง

คุณเคยเปิดไฟฉายแล้วสังเกตเห็นว่ามันหรี่ลงกว่าครั้งก่อนที่คุณเปิดหรือไม่? เนื่องจากแบตเตอรี่ในไฟฉายใกล้หมด แต่ยังไม่ถึงขั้นหมด มันให้พลังงานเล็กน้อยแต่ไม่เพียงพอที่จะทำให้หลอดไฟสว่างเต็มที่

หากเป็นแบตเตอรี่ลิเธียม หลอดไฟก็จะสว่างพอๆ กันตั้งแต่ต้นจนจบ แทนที่จะหรี่ลง หลอดไฟจะไม่เปิดเลยหากแบตเตอรี่หมด

เวลาในการชาร์จของลิเธียมและ SLA

การชาร์จแบตเตอรี่ SLA นั้นช้าอย่างฉาวโฉ่ ในแอปพลิเคชันแบบวนรอบส่วนใหญ่คุณจะต้องมีแบตเตอรี่ SLA เพิ่มเติมเพื่อให้คุณยังสามารถใช้แอปพลิเคชันของคุณได้ในขณะที่แบตเตอรี่อีกก้อนกำลังชาร์จอยู่ ในแอปพลิเคชั่นสแตนด์บายแบตเตอรี่ SLA จะต้องเก็บประจุแบบลอยตัว

สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม การชาร์จจะเร็วกว่า SLA ถึงสี่เท่า การชาร์จเร็วขึ้นหมายความว่ามีเวลาใช้งานแบตเตอรี่มากขึ้น ดังนั้นจึงต้องใช้แบตเตอรี่น้อยลง พวกเขายังกู้คืนได้อย่างรวดเร็วหลังเหตุการณ์ (เช่นในแอปพลิเคชันสำรองหรือสแตนด์บาย) เป็นโบนัส ไม่จำเป็นต้องเก็บลิเธียมในการชาร์จแบบลอยตัวสำหรับการจัดเก็บ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียม โปรดดูที่ การชาร์จลิเธียม
คู่มือ.

ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ที่อุณหภูมิสูง

ประสิทธิภาพของลิเธียมนั้นเหนือกว่า SLA มากในการใช้งานที่อุณหภูมิสูง ในความเป็นจริงลิเธียมที่ 55 ° C ยังคงมีอายุการใช้งานของวงจรเป็นสองเท่าเช่นเดียวกับ SLA ที่อุณหภูมิห้อง ลิเธียมจะมีประสิทธิภาพดีกว่าตะกั่วภายใต้สภาวะส่วนใหญ่ แต่จะแข็งแกร่งเป็นพิเศษเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น

วงจรชีวิตเทียบกับอุณหภูมิต่างๆของแบตเตอรี่ LiFePO4

ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่อุณหภูมิเย็น

อุณหภูมิที่เย็นจัดอาจทำให้ความจุลดลงอย่างมากสำหรับสารเคมีในแบตเตอรี่ทั้งหมด เมื่อทราบสิ่งนี้มีสองสิ่งที่ควรพิจารณาเมื่อประเมินแบตเตอรี่สำหรับการใช้งานในอุณหภูมิที่เย็น: การชาร์จและการคายประจุ แบตเตอรี่ลิเธียมจะไม่รับการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำ (ต่ำกว่า 32 ° F) อย่างไรก็ตาม SLA สามารถรับประจุกระแสไฟต่ำที่อุณหภูมิต่ำได้

ในทางกลับกันแบตเตอรี่ลิเธียมมีความสามารถในการคายประจุสูงกว่าที่อุณหภูมิเย็นกว่า SLA ซึ่งหมายความว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไม่จำเป็นต้องได้รับการออกแบบมาสำหรับอุณหภูมิที่เย็นเกินไป แต่การชาร์จอาจเป็นปัจจัย จำกัด ที่ 0 ° F ลิเธียมจะถูกคายประจุที่ 70% ของความจุที่กำหนด แต่ SLA อยู่ที่ 45%

สิ่งหนึ่งที่ควรพิจารณาในอุณหภูมิที่เย็นคือสถานะของแบตเตอรี่ลิเธียมเมื่อคุณต้องการชาร์จ หากแบตเตอรี่เพิ่งคายประจุจนหมด แบตเตอรี่จะสร้างความร้อนเพียงพอที่จะรับประจุได้ หากแบตเตอรี่มีโอกาสเย็นลง แบตเตอรี่อาจไม่ยอมรับการชาร์จหากอุณหภูมิต่ำกว่า 32°F

การติดตั้งแบตเตอรี่

หากคุณเคยพยายามติดตั้งแบตเตอรี่ตะกั่วกรดคุณจะรู้ว่าการไม่ติดตั้งในตำแหน่งกลับหัวนั้นสำคัญเพียงใดเพื่อป้องกันปัญหาที่อาจเกิดขึ้นกับการระบายอากาศ ในขณะที่ SLA ได้รับการออกแบบมาเพื่อไม่ให้รั่วไหล แต่ช่องระบายอากาศจะช่วยให้ก๊าซบางส่วนปล่อยออกมาได้

ในการออกแบบแบตเตอรี่ลิเธียมเซลล์ทั้งหมดจะถูกปิดผนึกทีละเซลล์และไม่สามารถรั่วไหลได้ ซึ่งหมายความว่าไม่มีข้อ จำกัด ในการวางแนวการติดตั้งแบตเตอรี่ลิเธียม สามารถติดตั้งตะแคงคว่ำหรือยืนได้โดยไม่มีปัญหา

การเปรียบเทียบน้ำหนักแบตเตอรี่

โดยเฉลี่ยแล้ว ลิเธียมจะเบากว่า SLA ถึง 55% ดังนั้นจึงง่ายต่อการเคลื่อนย้ายหรือติดตั้ง

วงจรชีวิตเทียบกับอุณหภูมิต่างๆของแบตเตอรี่ LiFePO4

SLA VS การจัดเก็บแบตเตอรี่ลิเธียม

ไม่ควรจัดเก็บลิเธียมที่สถานะการชาร์จ (SOC) 100% ในขณะที่ SLA จะต้องจัดเก็บไว้ที่ 100% เนื่องจากอัตราการคายประจุเองของแบตเตอรี่ SLA นั้นสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมถึง 5 เท่า อันที่จริงลูกค้าจำนวนมากจะเก็บแบตเตอรี่ตะกั่วกรดไว้ในที่จัดเก็บด้วยเครื่องชาร์จแบบหยดเพื่อให้แบตเตอรี่อยู่ได้อย่างต่อเนื่อง 100% เพื่อไม่ให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่ลดลงเนื่องจากการจัดเก็บ

ซีรีส์ & การติดตั้งแบตเตอรี่แบบขนาน

หมายเหตุสำคัญและรวดเร็ว: เมื่อติดตั้งแบตเตอรี่แบบอนุกรมและขนาน สิ่งสำคัญคือต้องจับคู่แบตเตอรี่กับปัจจัยทั้งหมด รวมทั้งความจุ แรงดันไฟฟ้า ความต้านทาน สถานะของประจุ และเคมี ไม่สามารถใช้แบตเตอรี่ SLA และลิเธียมร่วมกันในสตริงเดียวกัน

เนื่องจากแบตเตอรี่ SLA ถือเป็นแบตเตอรี่ "ใบ้" เมื่อเปรียบเทียบกับลิเธียม (ซึ่งมีแผงวงจรสำหรับตรวจสอบและปกป้องแบตเตอรี่) จึงสามารถจัดการกับแบตเตอรี่จำนวนมากในสายมากกว่าลิเธียม

ความยาวของสายลิเธียมถูกจำกัดโดยส่วนประกอบบนแผงวงจร ส่วนประกอบของแผงวงจรสามารถมีข้อ จำกัด ด้านกระแสและแรงดันไฟฟ้าที่สตริงแบบยาวจะเกิน ตัวอย่างเช่น ชุดสตริงของแบตเตอรี่ลิเธียมสี่ก้อนจะมีแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 51.2 โวลต์ ปัจจัยที่สองคือการปกป้องแบตเตอรี่ แบตเตอรี่หนึ่งก้อนที่เกินขีดจำกัดการป้องกันสามารถขัดขวางการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่ทั้งหมด สตริงลิเธียมส่วนใหญ่จำกัดที่ 6 หรือน้อยกว่า (ขึ้นอยู่กับรุ่น) แต่สามารถเข้าถึงความยาวของสตริงที่สูงกว่าได้ด้วยวิศวกรรมเพิ่มเติม

แบตเตอรี่ลิเธียมและประสิทธิภาพของ SLA มีความแตกต่างกันมากมาย ไม่ควรลดราคา SLA เนื่องจากยังมีข้อได้เปรียบเหนือลิเธียมในบางแอปพลิเคชัน อย่างไรก็ตาม ลิเธียมเป็นแบตเตอรี่ที่แรงกว่าในกรณีของรถฟอร์คลิฟท์