Αρχή και ορισμοί

2020-08-11 08:07

Χωρητικότητα και ενέργεια μπαταρίας ή συστήματος αποθήκευσης

Η χωρητικότητα μιας μπαταρίας ή συσσωρευτή είναι η ποσότητα ενέργειας που αποθηκεύεται σύμφωνα με την ειδική θερμοκρασία, την τρέχουσα τιμή φόρτισης και εκφόρτισης και το χρόνο φόρτισης ή εκφόρτισης.

Ικανότητα αξιολόγησης και C-rate

Ο ρυθμός C χρησιμοποιείται για την κλιμάκωση του ρεύματος φόρτισης και εκφόρτισης μιας μπαταρίας. Για δεδομένη χωρητικότητα, το C-rate είναι ένα μέτρο που υποδεικνύει σε ποιο ρεύμα φορτίζεται μια μπαταρία και αποφορτίζεται για να φθάσει στην καθορισμένη χωρητικότητά του. 

Μια φόρτιση 1C (ή C / 1) φορτώνει μια μπαταρία με ονομαστική τιμή, ας πούμε, 1000 Ah στα 1000 A κατά τη διάρκεια μιας ώρας, οπότε στο τέλος της ώρας η μπαταρία φτάνει την ικανότητα των 1000 Ah. μια εκφόρτιση 1C (ή C / 1) εξαντλεί την μπαταρία με τον ίδιο ρυθμό.
Μια φόρτιση 0,5C ή (C / 2) φορτώνει μια μπαταρία με ονομαστική τιμή, ας πούμε, 1000 Ah στα 500 A, οπότε χρειάζονται δύο ώρες για να φορτιστεί η μπαταρία με χωρητικότητα 1000 Ah.
Μια φόρτιση 2C φορτώνει μια μπαταρία με ονομαστική τιμή, ας πούμε, 1000 Ah στα 2000 A, οπότε χρειάζεται θεωρητικά 30 λεπτά για να φορτιστεί η μπαταρία με χωρητικότητα 1000 Ah.
Η βαθμολογία Ah συνήθως σημειώνεται στην μπαταρία.
Τελευταίο παράδειγμα, μια μπαταρία μολύβδου οξέος με ονομαστική χωρητικότητα C10 (ή C / 10) 3000 Ah θα πρέπει να φορτιστεί ή να αποφορτιστεί σε 10 ώρες με τρέχουσα φόρτιση ή εκφόρτιση 300 A.

Γιατί είναι σημαντικό να γνωρίζετε το C-rate ή το C-rating μιας μπαταρίας

Ο συντελεστής C είναι ένα σημαντικό στοιχείο για μια μπαταρία, επειδή για τις περισσότερες μπαταρίες η αποθηκευμένη ή διαθέσιμη ενέργεια εξαρτάται από την ταχύτητα του ρεύματος φόρτισης ή εκφόρτισης. Γενικά, για μια δεδομένη χωρητικότητα θα έχετε λιγότερη ενέργεια εάν αποφορτίσετε σε μία ώρα από ό, τι εάν εκφορτώσετε σε 20 ώρες, αντίστροφα θα αποθηκεύσετε λιγότερη ενέργεια σε μια μπαταρία με τρέχουσα φόρτιση 100 A κατά τη διάρκεια 1 ώρας από ό, τι με μια τρέχουσα φόρτιση 10 A κατά τη διάρκεια 10 ωρών.

Τύπος για τον υπολογισμό Τρέχον διαθέσιμο στην έξοδο του συστήματος μπαταρίας

Πώς να υπολογίσετε το ρεύμα εξόδου, την ισχύ και την ενέργεια μιας μπαταρίας σύμφωνα με το C-rate;
Ο απλούστερος τύπος είναι:

I = Cr * Er
ή
Cr = I / Er
Οπου
Er = ονομαστική ενέργεια αποθηκευμένη σε Ah (ονομαστική χωρητικότητα της μπαταρίας που δίνεται από τον κατασκευαστή)
I = ρεύμα φόρτισης ή εκφόρτισης σε Αμπέρ (Α)
Cr = C-ρυθμός της μπαταρίας
Η εξίσωση για να λάβετε το χρόνο φόρτισης ή φόρτισης ή εκφόρτισης "t" σύμφωνα με την τρέχουσα και ονομαστική χωρητικότητα είναι:
t = Er / I
t = χρόνος, διάρκεια φόρτισης ή εκφόρτισης (χρόνος εκτέλεσης) σε ώρες
Σχέση μεταξύ Cr και t:
Cr = 1 / τόνο
t = 1 / Cr

Πώς λειτουργούν οι μπαταρίες ιόντων λιθίου

Μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι απίστευτα δημοφιλείς αυτές τις μέρες. Μπορείτε να τα βρείτε σε φορητούς υπολογιστές, PDA, κινητά τηλέφωνα και iPod. Είναι τόσο συνηθισμένα γιατί, λίρες για λίβρα, είναι μερικές από τις πιο ενεργητικές επαναφορτιζόμενες μπαταρίες που είναι διαθέσιμες.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου ήταν επίσης πρόσφατα στα νέα. Αυτό συμβαίνει επειδή αυτές οι μπαταρίες έχουν τη δυνατότητα να εκραγούν περιστασιακά. Δεν είναι πολύ κοινό - μόνο δύο ή τρεις μπαταρίες ανά εκατομμύριο έχουν πρόβλημα - αλλά όταν συμβαίνει, είναι ακραίο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το ποσοστό αστοχίας μπορεί να αυξηθεί και όταν συμβεί αυτό καταλήγετε σε μια ανάκληση μπαταρίας παγκοσμίως που μπορεί να κοστίσει εκατομμύρια κατασκευαστές.

Το ερώτημα λοιπόν είναι, τι κάνει αυτές τις μπαταρίες τόσο ενεργητικές και τόσο δημοφιλείς; Πώς ξεσπούν στη φλόγα; Και υπάρχει κάτι που μπορείτε να κάνετε για να αποτρέψετε το πρόβλημα ή να βοηθήσετε τις μπαταρίες σας να διαρκέσουν περισσότερο; Σε αυτό το άρθρο, θα απαντήσουμε σε αυτές τις ερωτήσεις και πολλά άλλα.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι δημοφιλείς επειδή έχουν πολλά σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι των ανταγωνιστικών τεχνολογιών:

• Είναι γενικά πολύ ελαφρύτερες από άλλους τύπους επαναφορτιζόμενων μπαταριών του ίδιου μεγέθους. Τα ηλεκτρόδια μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου είναι κατασκευασμένα από ελαφρύ λίθιο και άνθρακα. Το λίθιο είναι επίσης ένα εξαιρετικά αντιδραστικό στοιχείο, που σημαίνει ότι πολλή ενέργεια μπορεί να αποθηκευτεί στους ατομικούς δεσμούς του. Αυτό μεταφράζεται σε πολύ υψηλή ενεργειακή πυκνότητα για μπαταρίες ιόντων λιθίου. Εδώ είναι ένας τρόπος για να πάρετε μια προοπτική για την ενεργειακή πυκνότητα. Μια τυπική μπαταρία ιόντων λιθίου μπορεί να αποθηκεύσει 150 watt-ώρες ηλεκτρικής ενέργειας σε 1 κιλό μπαταρίας. Μια μπαταρία NiMH (υδρίδιο νικελίου-μετάλλου) μπορεί να αποθηκεύσει ίσως 100 watt-hour ανά χιλιόγραμμο, αν και 60 έως 70 watt-ώρες μπορεί να είναι πιο τυπική. Μια μπαταρία μολύβδου-οξέος μπορεί να αποθηκεύσει μόνο 25 watt-hour ανά χιλιόγραμμο. Χρησιμοποιώντας τεχνολογία μολύβδου-οξέος, χρειάζονται 6 κιλά για να αποθηκεύσουν την ίδια ποσότητα ενέργειας που μπορεί να χειριστεί μια μπαταρία ιόντων λιθίου 1 κιλού. Αυτή είναι μια τεράστια διαφορά
• Κρατούν τη χρέωσή τους. Μια μπαταρία ιόντων λιθίου χάνει μόνο περίπου 5 τοις εκατό της φόρτισης ανά μήνα, σε σύγκριση με μια απώλεια 20 τοις εκατό ανά μήνα για τις μπαταρίες NiMH.
• Δεν έχουν φαινόμενο μνήμης, πράγμα που σημαίνει ότι δεν χρειάζεται να τα αποφορτίσετε πλήρως πριν από τη φόρτιση, όπως και με ορισμένες άλλες χημικές ουσίες μπαταριών.
• Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου μπορούν να διαχειριστούν εκατοντάδες κύκλους φόρτισης / εκφόρτισης.

Αυτό δεν σημαίνει ότι οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι άψογες. Έχουν επίσης μερικά μειονεκτήματα:

• Αρχίζουν να υποβαθμίζονται μόλις εγκαταλείψουν το εργοστάσιο. Θα διαρκέσουν μόνο δύο ή τρία χρόνια από την ημερομηνία κατασκευής, είτε τα χρησιμοποιείτε είτε όχι.
• Είναι εξαιρετικά ευαίσθητα σε υψηλές θερμοκρασίες. Η θερμότητα προκαλεί την αποικοδόμηση των μπαταριών ιόντων λιθίου πολύ πιο γρήγορα από ό, τι συνήθως.
• Εάν αποφορτίσετε εντελώς μια μπαταρία ιόντων λιθίου, καταστρέφεται.
• Μια μπαταρία ιόντων λιθίου πρέπει να διαθέτει ενσωματωμένο υπολογιστή για τη διαχείριση της μπαταρίας. Αυτό τα καθιστά ακόμη πιο ακριβά από ό, τι είναι ήδη.
• Υπάρχει μια μικρή πιθανότητα ότι, εάν μια μπαταρία ιόντων λιθίου αποτύχει, θα εκραγεί στη φλόγα.

Πολλά από αυτά τα χαρακτηριστικά μπορούν να γίνουν κατανοητά εξετάζοντας τη χημεία μέσα σε ένα κύτταρο ιόντων λιθίου. Θα το δούμε στη συνέχεια.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου διατίθενται σε όλα τα σχήματα και μεγέθη, αλλά όλα μοιάζουν με το ίδιο στο εσωτερικό. Εάν επρόκειτο να αφαιρέσετε μια μπαταρία φορητού υπολογιστή (κάτι που ΔΕΝ προτείνουμε λόγω της πιθανότητας βραχυκύκλωσης μπαταρίας και εκκίνησης πυρκαγιάς) θα βρείτε τα εξής:

• Οι κυψέλες ιόντων λιθίου μπορεί να είναι είτε κυλινδρικές μπαταρίες που μοιάζουν σχεδόν ίδιες με τις κυψέλες AA, είτε μπορούν να είναι πρισματικές, πράγμα που σημαίνει ότι είναι τετράγωνες ή ορθογώνιες. Ο υπολογιστής, ο οποίος περιλαμβάνει:
• Ένας ή περισσότεροι αισθητήρες θερμοκρασίας για παρακολούθηση της θερμοκρασίας της μπαταρίας
• Ένας μετατροπέας τάσης και κύκλωμα ρυθμιστή για τη διατήρηση ασφαλών επιπέδων τάσης και ρεύματος
• Ένας θωρακισμένος σύνδεσμος φορητού υπολογιστή που επιτρέπει την τροφοδοσία ρεύματος και πληροφοριών εντός και εκτός της μπαταρίας
• Μια βρύση τάσης, η οποία παρακολουθεί την ενεργειακή χωρητικότητα μεμονωμένων κυψελών στην μπαταρία
• Μια οθόνη κατάστασης φόρτισης μπαταρίας, που είναι ένας μικρός υπολογιστής που χειρίζεται όλη τη διαδικασία φόρτισης για να βεβαιωθείτε ότι οι μπαταρίες φορτίζονται όσο το δυνατόν γρηγορότερα και πλήρως.

Εάν η μπαταρία ζεσταθεί πολύ κατά τη φόρτιση ή τη χρήση, ο υπολογιστής θα διακόψει τη ροή ισχύος για να προσπαθήσει να κρυώσει. Εάν αφήσετε το φορητό υπολογιστή σας σε ένα εξαιρετικά καυτό αυτοκίνητο και προσπαθήσετε να χρησιμοποιήσετε το φορητό υπολογιστή, αυτός ο υπολογιστής μπορεί να σας εμποδίσει να ενεργοποιήσετε έως ότου τα πράγματα κρυώσουν. Εάν τα κελιά αποφορτιστούν ποτέ, η μπαταρία θα κλείσει επειδή τα κελιά είναι κατεστραμμένα. Μπορεί επίσης να παρακολουθεί τον αριθμό των κύκλων φόρτισης και εκφόρτισης και να στέλνει πληροφορίες, ώστε ο μετρητής μπαταρίας του φορητού υπολογιστή να μπορεί να σας πει πόση φόρτιση απομένει στην μπαταρία.

Είναι ένας πολύ περίπλοκος μικρός υπολογιστής και αντλεί ενέργεια από τις μπαταρίες. Αυτή η κλήρωση ισχύος είναι ένας λόγος για τον οποίο οι μπαταρίες ιόντων λιθίου χάνουν το 5% της ισχύος τους κάθε μήνα όταν βρίσκονται σε αδράνεια.

Κύτταρα ιόντων λιθίου

Όπως με τις περισσότερες μπαταρίες, έχετε μια εξωτερική θήκη από μέταλλο. Η χρήση μετάλλου είναι ιδιαίτερα σημαντική εδώ επειδή η μπαταρία είναι υπό πίεση. Αυτή η μεταλλική θήκη έχει κάποιο είδος ευαίσθητης στην πίεση οπής εξαερισμού. Εάν η μπαταρία ζεσταθεί τόσο πολύ που κινδυνεύει να εκραγεί από υπερβολική πίεση, αυτός ο αεραγωγός θα απελευθερώσει την επιπλέον πίεση. Η μπαταρία πιθανότατα θα είναι άχρηστη μετά, οπότε αυτό είναι κάτι που πρέπει να αποφύγετε. Ο αεραγωγός υπάρχει αυστηρά ως μέτρο ασφαλείας. Το ίδιο ισχύει και για το διακόπτη Positive Temperature Coefficient (PTC), μια συσκευή που υποτίθεται ότι διατηρεί την υπερθέρμανση της μπαταρίας.

Αυτή η μεταλλική θήκη κρατά μια μακρά σπείρα που αποτελείται από τρία λεπτά φύλλα συμπιεσμένα μεταξύ τους:

• Ένα θετικό ηλεκτρόδιο
• Ένα αρνητικό ηλεκτρόδιο
• Ένας διαχωριστής

Μέσα στην περίπτωση, αυτά τα φύλλα βυθίζονται σε οργανικό διαλύτη που δρα ως ηλεκτρολύτης. Ο αιθέρας είναι ένας κοινός διαλύτης.

Ο διαχωριστής είναι ένα πολύ λεπτό φύλλο από μικρο διάτρητο πλαστικό. Όπως υποδηλώνει το όνομα, διαχωρίζει τα θετικά και αρνητικά ηλεκτρόδια ενώ επιτρέπει στα ιόντα να διέρχονται.

Το θετικό ηλεκτρόδιο είναι κατασκευασμένο από οξείδιο του κοβαλτίου λιθίου ή LiCoO2. Το αρνητικό ηλεκτρόδιο είναι κατασκευασμένο από άνθρακα. Όταν η μπαταρία φορτίζει, ιόντα λιθίου κινούνται μέσω του ηλεκτρολύτη από το θετικό ηλεκτρόδιο στο αρνητικό ηλεκτρόδιο και συνδέονται με τον άνθρακα. Κατά την εκφόρτιση, τα ιόντα λιθίου επιστρέφουν στο LiCoO2 από τον άνθρακα.

Η κίνηση αυτών των ιόντων λιθίου συμβαίνει σε αρκετά υψηλή τάση, έτσι κάθε κύτταρο παράγει 3,7 βολτ. Αυτό είναι πολύ υψηλότερο από τα τυπικά 1,5 βολτ ενός κανονικού αλκαλικού κυττάρου AA που αγοράζετε στο σούπερ μάρκετ και βοηθάτε να κάνετε τις μπαταρίες ιόντων λιθίου πιο συμπαγείς σε μικρές συσκευές όπως τα κινητά τηλέφωνα. Δείτε πώς λειτουργούν οι μπαταρίες για λεπτομέρειες σχετικά με τις διάφορες χημικές ουσίες της μπαταρίας.

Θα δούμε πώς θα παραταθεί η διάρκεια ζωής μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου και θα διερευνήσουμε γιατί μπορούν να εκραγούν στη συνέχεια.

Διάρκεια ζωής και θάνατος μπαταρίας ιόντων λιθίου

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι ακριβές, οπότε αν θέλετε να κάνετε τη δική σας να διαρκεί περισσότερο, ακολουθούν ορισμένα πράγματα που πρέπει να θυμάστε:

• Η χημεία ιόντων λιθίου προτιμά τη μερική εκφόρτιση σε βαθιά εκφόρτιση, οπότε είναι καλύτερο να αποφύγετε τη μείωση της μπαταρίας μέχρι το μηδέν. Επειδή η χημεία ιόντων λιθίου δεν έχει "μνήμη", δεν βλάπτετε την μπαταρία με μερική εκφόρτιση. Εάν η τάση ενός στοιχείου ιόντων λιθίου πέσει κάτω από ένα ορισμένο επίπεδο, καταστρέφεται.
• Ηλικία μπαταριών ιόντων λιθίου. Διαρκούν μόνο δύο έως τρία χρόνια, ακόμα κι αν κάθονται σε ένα ράφι αχρησιμοποίητο. Γι 'αυτό μην "αποφεύγετε τη χρήση" της μπαταρίας με τη σκέψη ότι η μπαταρία θα διαρκέσει πέντε χρόνια. Δεν θα. Επίσης, εάν αγοράζετε μια νέα μπαταρία, θέλετε να βεβαιωθείτε ότι είναι πραγματικά καινούργιο. Αν κάθεται σε ένα ράφι στο κατάστημα για ένα χρόνο, δεν θα διαρκέσει πολύ. Οι ημερομηνίες κατασκευής είναι σημαντικές.
• Αποφύγετε τη θερμότητα, η οποία υποβαθμίζει τις μπαταρίες.

Έκρηξη μπαταριών

Τώρα που ξέρουμε πώς να διατηρήσουμε τις μπαταρίες ιόντων λιθίου περισσότερο, ας δούμε γιατί μπορούν να εκραγούν.

Εάν η μπαταρία ζεσταθεί αρκετά για να πυροδοτήσει τον ηλεκτρολύτη, θα φωτίσετε. Υπάρχουν βίντεο κλιπ και φωτογραφίες στον Ιστό που δείχνουν πόσο σοβαρές είναι αυτές οι πυρκαγιές. Το άρθρο της ΚΤΚ, «Καλοκαίρι του Εκρηκτικού Φορητού Φόρουμ», συγκεντρώνει πολλά από αυτά τα περιστατικά.

Όταν συμβαίνει πυρκαγιά σαν αυτό, συνήθως προκαλείται από ένα εσωτερικό βραχυκύκλωμα της μπαταρίας. Θυμηθείτε από την προηγούμενη ενότητα ότι τα κύτταρα ιόντων λιθίου περιέχουν ένα διαχωριστικό φύλλο που κρατά τα θετικά και αρνητικά ηλεκτρόδια μακριά. Εάν το φύλλο αυτό τρυπηθεί και τα ηλεκτρόδια αγγίξουν, η μπαταρία θερμαίνεται πολύ γρήγορα. Μπορεί να έχετε βιώσει το είδος της θερμότητας που μπορεί να παράγει μια μπαταρία εάν έχετε τοποθετήσει ποτέ μια κανονική μπαταρία 9 volt στην τσέπη σας. Εάν ένα νόμισμα κλείνει στα δύο τερματικά, η μπαταρία ζεσταίνεται αρκετά.

Σε μια αποτυχία διαχωριστή, το ίδιο είδος βραχυκυκλώματος συμβαίνει μέσα στην μπαταρία ιόντων λιθίου. Δεδομένου ότι οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι τόσο ενεργητικές, ζεσταίνονται πολύ. Η θερμότητα αναγκάζει την μπαταρία να εξαερώσει τον οργανικό διαλύτη που χρησιμοποιείται ως ηλεκτρολύτης και η θερμότητα (ή μια κοντινή σπίθα) μπορεί να την ανάψει. Μόλις αυτό συμβεί μέσα σε ένα από τα κελιά, η θερμότητα της φωτιάς πέφτει στα άλλα κελιά και ολόκληρο το πακέτο ανεβαίνει στις φλόγες.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι πυρκαγιές είναι πολύ σπάνιες. Ωστόσο, χρειάζονται μόνο δύο πυρκαγιές και λίγα μέσα κάλυψη για να ζητηθεί ανάκληση.

Διαφορετικές τεχνολογίες λιθίου

Πρώτον, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι υπάρχουν πολλοί τύποι μπαταριών ιόντων λιθίου. Το σημείο που πρέπει να σημειωθεί σε αυτόν τον ορισμό αναφέρεται σε μια «οικογένεια μπαταριών».
Υπάρχουν πολλές διαφορετικές μπαταρίες ιόντων λιθίου σε αυτήν την οικογένεια που χρησιμοποιούν διαφορετικά υλικά για την κάθοδο και την άνοδο τους. Ως αποτέλεσμα, παρουσιάζουν πολύ διαφορετικά χαρακτηριστικά και επομένως είναι κατάλληλα για διαφορετικές εφαρμογές.

Φωσφορικό σίδηρο λιθίου (LiFePO4)

Το Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) είναι μια πολύ γνωστή τεχνολογία λιθίου στην Αυστραλία λόγω της ευρείας χρήσης και της καταλληλότητάς της για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.
Τα χαρακτηριστικά χαμηλής τιμής, υψηλής ασφάλειας και καλής ειδικής ενέργειας, το καθιστούν μια ισχυρή επιλογή για πολλές εφαρμογές.
Η τάση κυψέλης LiFePO4 των 3.2V / cell το καθιστά επίσης την τεχνολογία επιλογής λιθίου για σφραγισμένη αντικατάσταση μολύβδου οξέος σε πολλές βασικές εφαρμογές.

Μπαταρία LiPO

Από όλες τις διαθέσιμες επιλογές λιθίου, υπάρχουν αρκετοί λόγοι για τους οποίους το LiFePO4 έχει επιλεγεί ως η ιδανική τεχνολογία λιθίου για αντικατάσταση του SLA. Οι κύριοι λόγοι καταλήγουν στα ευνοϊκά χαρακτηριστικά του όταν εξετάζουμε τις κύριες εφαρμογές όπου υπάρχει σήμερα το SLA. Αυτά περιλαμβάνουν:

• Παρόμοια τάση με το SLA (3.2V ανά κελί x 4 = 12.8V) καθιστώντας τα ιδανικά για αντικατάσταση SLA.
• Η ασφαλέστερη μορφή των τεχνολογιών λιθίου.
• Φιλικό προς το περιβάλλον - το φωσφορικό δεν είναι επικίνδυνο και είναι φιλικό τόσο στο περιβάλλον όσο και σε κίνδυνο για την υγεία.
• Ευρύ εύρος θερμοκρασίας.

Χαρακτηριστικά και οφέλη του LiFePO4 σε σύγκριση με το SLA

Ακολουθούν ορισμένα βασικά χαρακτηριστικά μιας μπαταρίας λιθίου σιδήρου φωσφορικού που παρέχουν ορισμένα σημαντικά πλεονεκτήματα του SLA σε μια σειρά εφαρμογών. Αυτή δεν είναι μια πλήρης λίστα με όλα τα μέσα, ωστόσο καλύπτει τα βασικά στοιχεία. Μια μπαταρία 100AH AGM έχει επιλεγεί ως SLA, καθώς αυτό είναι ένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα μεγέθη σε εφαρμογές βαθιού κύκλου. Αυτό το 100AH AGM έχει συγκριθεί με ένα 100AH LiFePO4 προκειμένου να συγκρίνει ένα παρόμοιο όσο το δυνατόν πιο κοντά.

Χαρακτηριστικό - Βάρος:

Σύγκριση

• Το LifePO4 είναι μικρότερο από το μισό βάρος του SLA
• AGM Βαθύς κύκλος - 27,5Kg
• LiFePO4 - 12,2Kg

Οφέλη

• Αυξάνει την απόδοση καυσίμου
  • Σε εφαρμογές τροχόσπιτων και σκαφών, το βάρος ρυμούλκησης μειώνεται.
• Αυξάνει την ταχύτητα
  • Στις εφαρμογές σκαφών μπορεί να αυξηθεί η ταχύτητα του νερού
• Μείωση συνολικού βάρους
• Μεγαλύτερος χρόνος εκτέλεσης

Το βάρος έχει μεγάλο αντίκτυπο σε πολλές εφαρμογές, ειδικά όταν εμπλέκονται ρυμούλκηση ή ταχύτητα, όπως τροχόσπιτο και βαρκάδα. Άλλες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων φορητών εφαρμογών φωτισμού και κάμερας όπου πρέπει να μεταφέρονται οι μπαταρίες.

Χαρακτηριστικό - Μεγαλύτερη διάρκεια ζωής κύκλου:

Σύγκριση

• Έως 6 φορές η διάρκεια ζωής του κύκλου
• AGM Deep cycle - 300 cycles @ 100% DoD
• LiFePO4 - 2000 κύκλοι @ 100% DoD

Οφέλη

• Χαμηλότερο συνολικό κόστος ιδιοκτησίας (κόστος ανά kWh πολύ χαμηλότερο κατά τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας για LiFePO4)
• Μείωση του κόστους αντικατάστασης - αντικαταστήστε το AGM έως και 6 φορές πριν το LiFePO4 χρειάζεται αντικατάσταση

Η μεγαλύτερη διάρκεια ζωής του κύκλου σημαίνει ότι το επιπλέον εκ των προτέρων κόστος μιας μπαταρίας LiFePO4 είναι περισσότερο από ό, τι αντισταθμίζεται για τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Εάν χρησιμοποιείται καθημερινά, ένα AGM θα πρέπει να αντικατασταθεί περίπου. 6 φορές πριν το LiFePO4 χρειάζεται αντικατάσταση

Χαρακτηριστικό - Καμπύλη επίπεδης εκφόρτισης:

Σύγκριση

• Σε εκκένωση 0,2C (20Α)
• AGM - πέφτει κάτω από 12V μετά
• 1,5 ώρα χρόνου εκτέλεσης
• LiFePO4 - πέφτει κάτω από 12V μετά από περίπου 4 ώρες χρόνου εκτέλεσης

Οφέλη

• Αποτελεσματικότερη χρήση της χωρητικότητας της μπαταρίας
• Ισχύς = Volts x Amps
• Μόλις αρχίσει να πέφτει τάση, η μπαταρία θα πρέπει να παρέχει υψηλότερους ενισχυτές για να παρέχει την ίδια ποσότητα ισχύος.
• Η υψηλότερη τάση είναι καλύτερη για τα ηλεκτρονικά
• Μεγαλύτερος χρόνος λειτουργίας για εξοπλισμό
• Πλήρης χρήση χωρητικότητας ακόμη και σε υψηλό ποσοστό εκφόρτισης
• Εκφόρτιση AGM @ 1C = Χωρητικότητα 50%
• LiFePO4 @ 1C απαλλαγή = 100% χωρητικότητα

Αυτό το χαρακτηριστικό είναι λίγο γνωστό, αλλά είναι ένα ισχυρό πλεονέκτημα και δίνει πολλαπλά οφέλη. Με την επίπεδη καμπύλη εκφόρτισης του LiFePO4, η τάση του ακροδέκτη διατηρεί πάνω από 12V για χρήση χωρητικότητας έως και 85-90%. Εξαιτίας αυτού, απαιτούνται λιγότεροι ενισχυτές για την παροχή της ίδιας ποσότητας ισχύος (P = VxA) και επομένως η αποτελεσματικότερη χρήση της χωρητικότητας οδηγεί σε μεγαλύτερο χρόνο εκτέλεσης. Ο χρήστης επίσης δεν θα παρατηρήσει την επιβράδυνση της συσκευής (για παράδειγμα καροτσάκι γκολφ).

Μαζί με αυτό το αποτέλεσμα του νόμου του Peukert είναι πολύ λιγότερο σημαντικό με το λίθιο από αυτό του AGM. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να υπάρχει διαθέσιμο μεγάλο ποσοστό της χωρητικότητας της μπαταρίας, ανεξάρτητα από το ποσοστό αποφόρτισης. Σε 1C (ή 100Α εκφόρτιση για μπαταρία 100AH), η επιλογή LiFePO4 θα σας δώσει 100AH έναντι 50AH μόνο για AGM.

Χαρακτηριστικό - Αυξημένη χρήση χωρητικότητας:

Σύγκριση

• Συνιστώμενη AGM DoD = 50%
• Το LiFePO4 συνιστάται DoD = 80%
• AGM Deep cycle - 100AH x 50% = 50Ah χρησιμοποιήσιμο
• LiFePO4 - 100Ah x 80% = 80Ah
• Διαφορά = 30Ah ή 60% περισσότερη χωρητικότητα

Οφέλη

• Αυξημένος χρόνος λειτουργίας ή μικρότερη χωρητικότητα μπαταρίας για αντικατάσταση

Η αυξημένη χρήση της διαθέσιμης χωρητικότητας σημαίνει ότι ο χρήστης μπορεί είτε να αποκτήσει έως και 60% περισσότερο χρόνο εκτέλεσης από την ίδια επιλογή χωρητικότητας στο LiFePO4, ή εναλλακτικά να επιλέξει μπαταρία LiFePO4 μικρότερης χωρητικότητας, ενώ παράλληλα επιτυγχάνει τον ίδιο χρόνο εκτέλεσης με το AGM μεγαλύτερης χωρητικότητας.

Χαρακτηριστικό - Μεγαλύτερη απόδοση φόρτισης:

Σύγκριση

• AGM - Η πλήρης φόρτιση διαρκεί περίπου. 8 ώρες
• LiFePO4 - Η πλήρης φόρτιση μπορεί να είναι τόσο χαμηλή όσο 2 ώρες

Οφέλη

• Φορτισμένη μπαταρία και έτοιμη να χρησιμοποιηθεί ξανά πιο γρήγορα

Ένα άλλο ισχυρό όφελος σε πολλές εφαρμογές. Λόγω της χαμηλότερης εσωτερικής αντίστασης μεταξύ άλλων παραγόντων, το LiFePO4 μπορεί να δεχτεί φόρτιση με πολύ μεγάλο ρυθμό από το AGM. Αυτό τους επιτρέπει να φορτίζονται και να είναι έτοιμοι για χρήση πολύ πιο γρήγορα, οδηγώντας σε πολλά οφέλη.

Λειτουργία - Χαμηλό ποσοστό αυτοεκφόρτισης:

Σύγκριση

• AGM - Εκφόρτιση σε 80% SOC μετά από 4 μήνες
• LiFePO4 - Απαλλαγή στο 80% μετά από 8 μήνες

Οφέλη

• Μπορεί να παραμείνει στην αποθήκευση για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα

Αυτό το χαρακτηριστικό είναι μεγάλο για τα οχήματα αναψυχής τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο για δύο μήνες το χρόνο πριν από την αποθήκευση για το υπόλοιπο του έτους, όπως τροχόσπιτα, βάρκες, μοτοσικλέτες και τζετ σκι κ.λπ. Μαζί με αυτό το σημείο, LiFePO4 δεν ασβεστοποιείται και έτσι ακόμη και μετά την παραμονή για παρατεταμένες χρονικές περιόδους, η μπαταρία είναι λιγότερο πιθανό να υποστεί μόνιμη ζημιά. Η μπαταρία LiFePO4 δεν βλάπτεται επειδή δεν αφήνεται στην αποθήκευση σε πλήρως φορτισμένη κατάσταση.

Έτσι, εάν οι εφαρμογές σας δικαιολογούν κάποια από τις παραπάνω δυνατότητες, τότε θα είστε σίγουροι ότι θα έχετε τα χρήματά σας για την επιπλέον δαπάνη σε μια μπαταρία LiFePO4. Το επόμενο άρθρο θα ακολουθήσει τις επόμενες εβδομάδες, το οποίο θα περιλαμβάνει τις πτυχές ασφάλειας στο LiFePO4 και διάφορες χημικές ουσίες λιθίου.