Hướng dẫn đầy đủ về pin xe nâng Lithium-Ion và Axit chì

Khi nói đến việc chọn pin phù hợp cho ứng dụng của mình, bạn có thể có một danh sách các điều kiện cần đáp ứng. Điện áp cần thiết là bao nhiêu, yêu cầu công suất là bao nhiêu, theo chu kỳ hoặc chế độ chờ, v.v.

Một khi bạn đã thu hẹp các chi tiết cụ thể, bạn có thể tự hỏi, "tôi cần pin lithium hay pin axit chì kín truyền thống?" Hoặc, quan trọng hơn, "sự khác biệt giữa liti và axit chì kín là gì?" Có một số yếu tố cần xem xét trước khi chọn hóa chất pin, vì cả hai đều có điểm mạnh và điểm yếu.

Đối với mục đích của blog này, lithium chỉ dùng để chỉ pin Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) và SLA đề cập đến pin axit chì / axit chì kín.

Sau đây, chúng tôi xem xét sự khác biệt về hiệu suất giữa pin lithium và pin axit chì

Hiệu suất tuần hoàn Lithium VS SLA

Sự khác biệt đáng chú ý nhất giữa lithium iron phosphate và axit chì là dung lượng pin lithium không phụ thuộc vào tốc độ phóng điện. Hình dưới đây so sánh dung lượng thực tế theo tỷ lệ phần trăm giữa dung lượng danh định của pin so với tốc độ phóng điện được biểu thị bằng C (C bằng dòng phóng điện chia cho định mức dung lượng). Với tốc độ phóng điện rất cao, chẳng hạn .8C, công suất của pin axit chì chỉ bằng 60% dung lượng định mức.

Dung lượng của pin lithium so với các loại pin axit chì khác nhau ở các dòng phóng điện khác nhau

Pin Lithium có tuổi thọ cao hơn bất kỳ bộ nguồn axit-chì nào. Tuổi thọ của pin axit-chì là 1000–1500 chu kỳ hoặc ít hơn. Lithium-ion kéo dài ít nhất 3,000 chu kỳ cộng thêm tùy thuộc vào ứng dụng.

Do đó, trong các ứng dụng chu kỳ, nơi tốc độ phóng điện thường lớn hơn 0.1C, pin lithium được đánh giá thấp hơn thường sẽ có công suất thực tế cao hơn so với pin axit chì tương đương. Điều này có nghĩa là ở cùng mức công suất, lithium sẽ đắt hơn, nhưng bạn có thể sử dụng lithium có dung lượng thấp hơn cho cùng một ứng dụng với giá thấp hơn. Chi phí sở hữu khi bạn xem xét chu kỳ, càng làm tăng giá trị của pin lithium khi so sánh với pin axit chì.

Sự khác biệt đáng chú ý thứ hai giữa SLA và Lithium là hiệu suất theo chu kỳ của lithium. Lithium có vòng đời gấp mười lần SLA trong hầu hết các điều kiện. Điều này mang lại chi phí cho mỗi chu kỳ của lithium thấp hơn SLA, có nghĩa là bạn sẽ phải thay pin lithium ít thường xuyên hơn SLA trong một ứng dụng theo chu kỳ.

So sánh tuổi thọ chu kỳ pin LiFePO4 và SLA

Cung cấp điện liên tục Lithium VS Axit chì

Lithium cung cấp cùng một lượng điện năng trong toàn bộ chu kỳ phóng điện, trong khi khả năng cung cấp điện năng của SLA bắt đầu mạnh, nhưng sẽ tiêu tan. Lợi thế về điện năng không đổi của lithium được thể hiện trong biểu đồ bên dưới, biểu đồ này cho thấy điện áp so với trạng thái sạc.

Ở đây chúng ta thấy lợi thế năng lượng không đổi của Lithium chống lại Axit-chì

Pin lithium như được minh họa trong màu cam có điện áp không đổi khi nó phóng điện trong toàn bộ quá trình phóng điện. Công suất là một hàm của điện áp nhân với dòng điện. Nhu cầu hiện tại sẽ không đổi và do đó công suất cung cấp, thời gian công suất hiện tại, sẽ không đổi. Vì vậy, hãy đặt điều này trong một ví dụ thực tế.

Bạn đã bao giờ bật đèn pin và nhận thấy nó mờ hơn lần cuối cùng bạn bật nó? Điều này là do pin bên trong đèn pin đang chết, nhưng chưa chết hoàn toàn. Nó đang phát ra một ít điện năng, nhưng không đủ để chiếu sáng hoàn toàn bóng đèn.

Nếu đây là pin lithium, bóng đèn sẽ sáng như ban đầu cho đến cuối vòng đời của nó. Thay vì suy yếu, bóng đèn sẽ hoàn toàn không bật nếu pin đã chết.

Thời gian sạc của Lithium và SLA

Sạc pin SLA nổi tiếng là chậm. Trong hầu hết các ứng dụng theo chu kỳ, bạn cần có thêm pin SLA để có thể sử dụng ứng dụng của mình trong khi pin kia đang sạc. Trong các ứng dụng ở chế độ chờ, pin SLA phải được sạc nổi.

Với pin lithium, sạc nhanh hơn SLA bốn lần. Sạc nhanh hơn có nghĩa là có nhiều thời gian sử dụng pin hơn và do đó cần ít pin hơn. Chúng cũng phục hồi nhanh chóng sau một sự kiện (như trong ứng dụng sao lưu hoặc chờ). Như một phần thưởng, không cần phải giữ lithium theo phí phao để lưu trữ. Để biết thêm thông tin về cách sạc pin lithium, vui lòng xem Sạc Lithium của chúng tôi
Hướng dẫn.

Hiệu suất pin ở nhiệt độ cao

Hiệu suất của Lithium vượt trội hơn nhiều so với SLA trong các ứng dụng nhiệt độ cao. Trên thực tế, lithium ở 55 ° C vẫn có vòng đời gấp đôi so với SLA ở nhiệt độ phòng. Lithium sẽ hoạt động tốt hơn chì trong hầu hết các điều kiện nhưng đặc biệt mạnh ở nhiệt độ cao.

Vòng đời so với các nhiệt độ khác nhau cho pin LiFePO4

Hiệu suất pin ở nhiệt độ lạnh

Nhiệt độ lạnh có thể làm giảm dung lượng đáng kể đối với tất cả các chất hóa học của pin. Biết được điều này, có hai điều cần xem xét khi đánh giá pin để sử dụng ở nhiệt độ lạnh: sạc và xả. Pin lithium sẽ không chấp nhận sạc ở nhiệt độ thấp (dưới 32 ° F). Tuy nhiên, SLA có thể chấp nhận mức phí hiện tại thấp ở nhiệt độ thấp.

Ngược lại, pin lithium có khả năng phóng điện ở nhiệt độ lạnh cao hơn SLA. Điều này có nghĩa là pin lithium không cần phải được thiết kế quá mức cho nhiệt độ lạnh, nhưng việc sạc pin có thể là một yếu tố hạn chế. Ở 0 ° F, lithium được xả ở 70% công suất định mức, nhưng SLA ở mức 45%.

Một điều cần xem xét ở nhiệt độ lạnh là trạng thái của pin lithium khi bạn muốn sạc pin. Nếu pin vừa xả xong, pin sẽ tạo ra đủ nhiệt để chấp nhận sạc. Nếu pin đã có cơ hội nguội đi, nó có thể không nhận sạc nếu nhiệt độ dưới 32°F.

Cài đặt pin

Nếu bạn đã từng cố gắng lắp đặt pin axit chì, bạn sẽ biết tầm quan trọng của việc không lắp đặt nó ở vị trí ngược để ngăn chặn bất kỳ vấn đề tiềm ẩn nào với việc thoát hơi. Trong khi SLA được thiết kế để không bị rò rỉ, các lỗ thông hơi cho phép giải phóng một số khí còn lại.

Trong thiết kế pin lithium, các tế bào đều được niêm phong riêng và không thể rò rỉ. Điều này có nghĩa là không có hạn chế về hướng lắp đặt của pin lithium. Nó có thể được lắp đặt nằm nghiêng, lộn ngược hoặc dựng đứng mà không có vấn đề gì.

So sánh trọng lượng pin

Trung bình, Lithium nhẹ hơn 55% so với SLA, vì vậy việc di chuyển hoặc lắp đặt dễ dàng hơn.

Vòng đời so với các nhiệt độ khác nhau cho pin LiFePO4

SLA VS Bộ lưu trữ pin Lithium

Lithium không nên được lưu trữ ở trạng thái sạc 100% (SOC), trong khi SLA cần được lưu trữ ở mức 100%. Điều này là do tốc độ tự xả của pin SLA gấp 5 lần hoặc lớn hơn tốc độ tự xả của pin lithium. Trên thực tế, nhiều khách hàng sẽ bảo quản ắc quy axit chì trong kho bằng bộ sạc nhỏ giọt để liên tục giữ cho ắc quy luôn ở mức 100%, giúp tuổi thọ của ắc quy không bị giảm do cất giữ.

Lắp đặt pin loạt & song song

Một lưu ý nhanh và quan trọng: Khi lắp pin nối tiếp và song song, điều quan trọng là chúng phải phù hợp với tất cả các yếu tố bao gồm dung lượng, điện áp, điện trở, trạng thái điện tích và hóa học. Không thể sử dụng pin SLA và pin lithium cùng nhau trong cùng một chuỗi.

Vì pin SLA được coi là một loại pin “ngu ngốc” so với lithium (có bảng mạch giám sát và bảo vệ pin) nên nó có thể xử lý nhiều loại pin trong một chuỗi hơn so với lithium.

Chiều dài chuỗi của lithium bị giới hạn bởi các thành phần trên bảng mạch. Các thành phần bảng mạch có thể có các giới hạn về dòng điện và điện áp mà các chuỗi dài sẽ vượt quá. Ví dụ, một chuỗi gồm bốn pin lithium sẽ có điện áp tối đa là 51.2 volt. Yếu tố thứ hai là khả năng bảo vệ của pin. Một pin vượt quá giới hạn bảo vệ có thể làm gián đoạn quá trình sạc và xả của toàn bộ chuỗi pin. Hầu hết các chuỗi lithium được giới hạn ở 6 hoặc ít hơn (phụ thuộc vào kiểu máy), nhưng độ dài chuỗi cao hơn có thể đạt được với kỹ thuật bổ sung.

Có nhiều điểm khác biệt giữa pin lithium và hiệu suất SLA. Không nên giảm giá SLA vì nó vẫn có lợi thế hơn lithium trong một số ứng dụng. Tuy nhiên, lithium là loại pin mạnh hơn trong các trường hợp xe nâng hạ.