العناية بآلات الأرضية: ما هي كيمياء الليثيوم الأفضل؟

مقارنة سريعة لقوة أنواع مختلفة من بطاريات الليثيوم

رغم ذلك " بطارية ليثيوم أيون "عادة ما يستخدم كمصطلح عام وشامل، هناك في الواقع ما لا يقل عن اثنتي عشرة كيمياء مختلفة تعتمد على الليثيوم والتي تشكل هذه البطاريات القابلة لإعادة الشحن.

بعض الأنواع الأكثر شيوعًا تشمل:

● فوسفات حديد الليثيوم (LFP)

● أكسيد النيكل الليثيوم والكوبالت والمنغنيز (NMC)

● أكسيد كوبالت الليثيوم (LCO)

● أكسيد المنغنيز الليثيوم (LMO)

● أكسيد الألومنيوم والنيكل والليثيوم والكوبالت (NCA)

● تيتانات الليثيوم (LTO)

بالترتيب، نختصرها LCO وLMO وNMC وLFP وNCA وLTO.

لكن، آلات الأرضيات التجارية يتم تشغيله عادةً إما بواسطة فوسفات حديد الليثيوم أو كيمياء أكسيد الكوبالت والمنغنيز والنيكل الليثيوم.

سنستكشف أدناه هذه الكيمياء وكيف تلعب دورًا في جعل بطاريات الليثيوم أيون واحدة من أكثر خيارات الطاقة شيوعًا آلات الأرضيات التجارية .

فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO4)

تعتبر مواد بطارية ليثيوم أيون فوسفات حديد الليثيوم أكثر إحكاما وكثافة في استخدام الطاقة، مما يجعلها خيارًا ممتازًا بالنسبة لنا في تطبيقات مناولة المواد، مثل تشغيل المعدات مثل الرافعات الشوكية الكهربائية، وآلات الأرضيات التجارية، والركاب النهائيين.

أكسيد النيكل الليثيوم والمنغنيز والكوبالت (NMC)

تتميز كيميائيات أكسيد الكوبالت والنيكل والليثيوم بكثافة عالية في استخدام الطاقة، مما يعني أنها توفر مستوى أعلى من الأداء، إذا كانت المعدات مصممة لدعمه. معدلات الشحن والتفريغ المرتفعة تجعلها خيارًا أكثر شيوعًا للسيارات الكهربائية، مثل الدراجات الإلكترونية والحافلات وأدوات الطاقة اللاسلكية وقطارات الطاقة الكهربائية الأخرى.

عوامل للتقييم

يحتاج المصممون إلى فهم المفاضلات بين هذه البطاريات بناءً على مجموعة من العوامل: الطاقة (السعة)، والطاقة (مخرج كيلوواط)، والعمر الافتراضي، والتكلفة، والسلامة. بعض أنواع الخلايا ليست مناسبة للعناية بالأرضيات بسبب العمر الافتراضي أو التكلفة أو مخاوف تتعلق بالسلامة. تتمتع خلايا LCO بسعة عالية ولكنها أقل أنواع الليثيوم أمانًا، وغالبًا ما تستخدم في الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية. تعمل خلايا الكائنات الحية المحورة بشكل جيد في معظم مقاييس التقييم ولكن عمرها الافتراضي قصير نسبيًا، فهي تستخدم بشكل شائع في الأدوات الكهربائية والأجهزة الطبية. تعد خلايا LTO من بين الخلايا الأكثر أمانًا ولكن قدرتها على الطاقة منخفضة وتكلفتها مرتفعة - فهي تُستخدم عادةً في وحدات UPS وإنارة الشوارع.

تطبيقات الدافع

تعد NMC وLFP وNCA أكثر أنواع خلايا الليثيوم استخدامًا على نطاق واسع في تطبيقات الطاقة الدافعة نظرًا لأدائها في ثلاثة من أهم العوامل: الطاقة ومدة الحياة والتكلفة. في حين أن هناك اختلافات طفيفة في تصنيفاتهم على هذه العوامل، يجب على المصممين تقييم أدائهم على العوامل الأخرى بشكل أكثر اكتمالا.

● LFP ربما يكون هذا النوع من خلايا الليثيوم هو أكثر أنواع خلايا الليثيوم انتشارًا والمنتشرة في العناية بالأرضيات اليوم، مع مزيج من إنتاج الطاقة العالية، وعمر افتراضي طويل، وأمان عالي - يقابله كثافة طاقة منخفضة نسبيًا.

● تتميز خلايا NMC بأنها متوازنة للغاية في أدائها فيما يتعلق بجميع عوامل التقييم الخمسة، حيث تقدم خرج طاقة متوسط، وعمر متوسط/عالي، وأمان متوسط ​​- مما يوفر كثافة طاقة متوسطة المدى.

● خلايا NCA تشبه إلى حد كبير خلايا NMC، حيث توفر عمرًا افتراضيًا أقل قليلًا ولكنها تزيد من كثافة الطاقة.

داخل كل نوع من الخلايا، يمكن أن يكون هناك مجموعة من السلع المحددة المضمنة والتي ستؤدي إلى أداء مختلف قليلاً في عوامل التقييم الخمسة. اعتمادًا على مجموعة العناصر المختلفة (كمية النيكل والكوبالت والألمنيوم) في كل نوع من الخلايا، قد تختلف كثافة الطاقة والتكلفة. عند تحليل خيارات البطارية لآلة الأرضية، يجب مراعاة هذه الاختلافات الأكثر تحديدًا قبل إجراء الاختيار النهائي.

يجب على مصممي آلات العناية بالأرضيات تقييم متطلبات تصميم أجهزتهم وتقييم نقاط قوة كل نوع من خلايا الليثيوم مقابل تلك المتطلبات المحددة. قد تساعد متطلبات الطاقة لجهاز واحد في تحديد سعة التخزين المطلوبة والإشارة إلى نوع خلية واحد. قد تشير المخاوف المتعلقة بمدى الحياة على جهاز آخر إلى نوع مختلف من الخلايا. وأخيرًا، قد تؤدي متطلبات السلامة الشديدة إلى اختيار نوع آخر.

إن فهم المفاضلات بين أنواع الخلايا الشائعة سيساعد المصممين على اتخاذ الاختيار الصحيح للليثيوم.

اختر بطارية الليثيوم المناسبة لعملك

كما ترون، هناك العديد من أنواع بطاريات الليثيوم المختلفة. كل واحدة لها إيجابيات وسلبيات والعديد من التطبيقات المحددة التي تتفوق فيها. سيحدد تطبيقك وميزانيتك وتحمل السلامة ومتطلبات الطاقة نوع بطارية الليثيوم الأفضل بالنسبة لك.