טיפול במכונות רצפה: איזו כימיה של ליתיום היא הטובה ביותר?

השוואה מהירה של החוזק של סוגים שונים של סוללות ליתיום

למרות " סוללת ליתיום-יון " משמש בדרך כלל כמונח כללי, מקיף, יש למעשה לפחות תריסר כימיקלים שונים מבוססי ליתיום המרכיבים את הסוללות הנטענות הללו.

חלק מהסוגים הנפוצים ביותר כוללים:

● ליתיום ברזל פוספט (LFP)

● ליתיום ניקל מנגן תחמוצת קובלט (NMC)

● תחמוצת קובלט ליתיום (LCO)

● תחמוצת ליתיום מנגן (LMO)

● ליתיום ניקל קובלט אלומיניום אוקסיד (NCA)

● ליתיום טיטנאט (LTO)

לפי הסדר, אנו מקצרים אותם LCO, LMO, NMC, LFP, NCA ו-LTO.

למרות זאת, מכונות רצפה מסחריות מופעל בדרך כלל על ידי ליתיום ברזל פוספט או ליתיום ניקל מנגן תחמוצת קובלט.

להלן נחקור את הכימיות הללו וכיצד הן ממלאות תפקיד בהפיכת סוללות ליתיום-יון לאחת האפשרויות הפופולריות ביותר של כוח עבור מכונות רצפה מסחריות .

ליתיום ברזל פוספט (LiFePO4)

חומרי סוללת ליתיום-יון ליתיום ברזל פוספט הוא קומפקטי יותר וצפוף אנרגיה, מה שהופך אותו לבחירה מצוינת עבורנו ביישומי טיפול בחומרים, כגון הפעלת ציוד כמו מלגזות חשמליות, מכונות רצפה מסחריות ורוכבי קצה.

ליתיום ניקל מנגן תחמוצת קובלט (NMC)

כימיה של תחמוצת קובלט ליתיום ניקל מנגן היא צפופה מאוד באנרגיה, מה שאומר שהן מספקות רמה גבוהה יותר של ביצועים, אם הציוד מתוכנן לתמוך בה.קצבי הטעינה והפריקה הגבוהים הופכים אותו לבחירה פופולרית יותר עבור כלי רכב חשמליים, כגון אופניים חשמליים, אוטובוסים, כלי חשמל אלחוטיים וכלי כוח חשמליים אחרים.

גורמים שיש להעריך

המעצבים צריכים להבין את הפערים בין סוללות אלה במגוון גורמים: אנרגיה (קיבולת), הספק (קוואט תפוקה), תוחלת חיים, עלות ובטיחות.סוגי תאים מסוימים אינם מתאימים לטיפול ברצפה עקב אורך חיים, עלות או חששות בטיחותיים.לתאי LCO יש קיבולת גבוהה אבל הם סוג הליתיום הכי פחות בטוח - הם משמשים לעתים קרובות בטלפונים ניידים, מחשבים ניידים וטאבלטים.תאי LMO מתפקדים היטב ברוב מדדי ההערכה, אך יש להם תוחלת חיים קצרה יחסית - הם משמשים בדרך כלל בכלים חשמליים ומכשור רפואי.תאי LTO הם מהבטוחים ביותר אך קיבולת האנרגיה שלהם נמוכה, ועלותם גבוהה - הם משמשים בדרך כלל ב-UPS ותאורת רחוב.

יישומי מניע

NMC, LFP ו-NCA הם סוגי תאי הליתיום הנפוצים ביותר ביישומי כוח מניע בשל הביצועים שלהם בשלושה מהגורמים החשובים ביותר: כוח, תוחלת חיים ועלות.בעוד שיש הבדלים קלים בדירוג שלהם על גורמים אלה, מעצבים צריכים להעריך את הביצועים שלהם על הגורמים האחרים בצורה מלאה יותר.

● LFP הוא אולי סוג תאי הליתיום הנפוץ ביותר שנפרס כיום בטיפול ברצפה, עם שילוב של תפוקת כוח גבוהה, תוחלת חיים גבוהה ובטיחות גבוהה - מקוזז על ידי צפיפות אנרגיה נמוכה יחסית.

● תאי NMC מאוזנים מאוד בביצועים שלהם בכל חמשת גורמי ההערכה, ומציעים תפוקת עוצמה בינונית, תוחלת חיים בינונית/גבוהה ובטיחות בינונית - מספקים צפיפות אנרגיה בטווח בינוני.

● תאי NCA דומים למדי ל-NMC, ומציעים מעט פחות תוחלת חיים אך צפיפות אנרגיה מוגברת.

בתוך כל סוג תא, יכול להיות מגוון של סחורות ספציפיות כלולים שיובילו לביצועים מעט שונים בחמשת גורמי ההערכה.בהתאם לשילוב של אלמנטים שונים (כמות ניקל, קובלט ואלומיניום) בכל סוג תא, צפיפות האנרגיה והעלות עשויות להשתנות.בעת ניתוח אפשרויות סוללה עבור מכונת רצפה, יש לקחת בחשבון את ההבדלים הספציפיים יותר הללו לפני בחירה סופית.

מתכנני מכונות טיפוח לרצפה צריכים להעריך את דרישות התכנון של המכונות שלהם ולהעריך את החוזקות של כל סוג תאי ליתיום מול הדרישות הספציפיות הללו.דרישות האנרגיה של מכונה אחת עשויות לסייע בהגדרת קיבולת האחסון הנדרשת ולהצביע על סוג תא אחד.חששות תוחלת חיים במכונה אחרת עשויים להצביע על סוג תא אחר.לבסוף, דרישות בטיחות קיצוניות עשויות להוביל לבחירה בסוג אחר.

הבנת הפשרות בין סוגי תאים פופולריים תעזור למעצבים לבחור נכון בליתיום.

בחר את סוללת הליתיום המתאימה לעבודה שלך

כפי שאתה יכול לראות, ישנם סוגים רבים ושונים של סוללות ליתיום.לכל אחד מהם יש יתרונות וחסרונות ויישומים ספציפיים שונים שבהם הם מצטיינים. היישום, התקציב, סובלנות הבטיחות ודרישות ההספק שלך יקבעו איזה סוג סוללת ליתיום הוא הטוב ביותר עבורך.