مهم ترین کاربرد باتری لیتیومی در زمینه صنعت است. باتری لیتیومی در تمامی لوازم روزمره ما کاربرد دارند. بانبراین بین باتری لیتیومی ساده و باتری لیتیومی تفاوت هایی وجود دارد. طبیعتا مشخصات فنی و ظرفیت باتری لیتیومی صنعتی بیشتر و قوی تر است تا باتری لیتیومی ساده. برای آگاهی از مشخصات فنی و ظرفیت باتری های لیتیومی صنعتی با ما همراه باشید.
آشنایی با باتری های لیتیومی صنعتی
این باتری ها معمولاً در محیط هایی با مصرف بالا مثل تجهیزات کارخانه ای، ربات های صنعتی، سیستم های پشتیبان برق (UPS) و حتی در ناوگان حمل و نقل الکتریکی کاربرد دارند. باتری لیتیومی صنعتی در واقع نوعی منبع انرژی قابل شارژ هستند که از واکنش های الکتروشیمیایی یون های لیتیوم برای ذخیره و آزاد سازی انرژی استفاده می کنند. ویژگی مهم آن‌ها این است که می توانند مقدار زیادی انرژی را در حجمی بسیار کوچک ذخیره کنند؛ چیزی که در دنیای امروزی، با نیاز فزاینده به انرژی فشرده، بسیار حیاتی است.
عوامل تأثیرگذار بر عملکرد باتری لیتیومی صنعتی
عواملی که بر عملکرد باتری لیتیومی صنعتی تاثیر می گذارند دمای محیط، شدت جریان، کیفیت سلول ها، سیستم مدیریت باتری هستند. باتری لیتیومی در دمای پایین بازده کمتری دارند. هرچه جریان تخلیه بالاتر باشد، ظرفیت واقعی کمتر می شود.سلول های تولید کنندگان معتبر مانند CATL یا LG معمولاً دوام بالاتری دارند. این سیستم هوشمند از شارژ و دشارژ بیش از حد جلوگیری می کند و عمر باتری را افزایش می دهد.
ساختار و اجزای اصلی باتری لیتیومی صنعتی
هر باتری لیتیومی از چند بخش کلیدی آند، کاتد، جداکننده تشکیل شده است. آند قطب منفی، معمولاً از گرافیت ساخته می شود. کاتد قطب مثبت، ترکیباتی از لیتیوم نیکل، کبالت یا آهن فسفات دارد. الکترولیت ماده ای مایع یا ژلی است که یون ها را بین دو قطب جا به جا می کند. جداکننده لایه‌ای نازک که از تماس مستقیم آند و کاتد جلوگیری می کند. این اجزا با همکاری دقیق، انرژی الکتریکی را به شکلی پایدار ذخیره و آزاد می کنند. هر گونه نقص در این ساختار می تواند باعث کاهش ظرفیت یا حتی خطر انفجار شود.
تفاوت باتری لیتیومی با سایر فناوری ها
باتری‌های لیتیومی در مقایسه با باتری های سرب اسیدی یا نیکل کادمیم، حدود 60 درصد سبک تر هستند و سه تا پنج برابر بیشتر دوام می آورند. به‌عنوان مثال، در حالی که یک باتری سرب اسیدی فقط حدود 500 چرخه شارژ عمر دارد، باتری لیتیومی صنعتی می تواند تا 5000 چرخه شارژ را تحمل کند یعنی ده برابر طول عمر بیشتر.
ظرفیت باتری لیتیومی صنعتی چیست و روش اندازه گیری ظرفیت واقعی چگونه است.
ظرفیت باتری در واقع نشان می دهد که باتری تا چه مدت می تواند انرژی لازم را تأمین کند. این مقدار معمولاً با واحد آمپر ساعت یا وات ساعت بیان می شود. برای درک بهتر، فرض کنید یک باتری با ظرفیت 200 آمپر ساعت می تواند جریان 10 آمپر را به مدت 20 ساعت تأمین کند. هرچه این عدد بیشتر باشد، زمان عملکرد دستگاه نیز طولانی تر است. اندازه گیری ظرفیت واقعی باتری با تست های دقیق انجام می شود. در آزمایشگاه، باتری به صورت کنترل شده تخلیه می شود تا مقدار دقیق انرژی قابل استفاده مشخص شود. البته در شرایط واقعی، عواملی مانند دما، شدت جریان، و نحوه شارژ می توانند باعث کاهش ظرفیت عملی شوند.
ترکیبات داخلی باتری لیتیومی صنعتی و نقش هرکدام
کاتد نقش تعیین کننده ای در عملکرد باتری لیتیومی صنعتی دارد. برای مثال، باتری های LiFePO₄ لیتیوم آهن فسفات دوام بالاتری دارند و ایمن تر هستند، اما چگالی انرژی کمتری دارند. در مقابل، باتری های NMC نیکل منگنز کبالت چگالی انرژی بالاتری دارند و برای خودروهای برقی ایده آل اند. در نتیجه، نوع ترکیب شیمیایی باتری، تعیین کننده قدرت، ظرفیت و قیمت باتری لیتیومی صنعتی است.
بررسی مشخصات فنی مهم باتری های لیتیومی صنعتی
قبل از خرید باتری لیتیومی صنعتی باید مشخصات فنی مانند ولتاژ، جریان و چگالی انرژی، چرخه شارژ و طول عمر مفید بررسی شود. یکی از ویژگی های برجسته باتری لیتیومی صنعتی، طول عمر بالا است. این باتری ها بسته به نوع و شرایط استفاده، بین 2000 تا 6000 چرخه شارژ کامل دوام دارند. اگر هر روز یک بار شارژ شوند، می توانند بین 6 تا 10 سال بدون افت شدید عملکرد، کار کنند. در مقابل، باتری های سنتی معمولاً بعد از دو سال نیاز به تعویض دارند.
سلول های لیتیومی معمولاً بین ۳.۲ تا ۳.۷ ولت ولتاژ دارند. در مدل های صنعتی، سلول ها به صورت سری و موازی ترکیب می شوند تا ولتاژ کلی به 48، 72 یا حتی 400 ولت برسد. چگالی انرژی آن ها نیز بین 150 تا 260 وات ساعت بر کیلوگرم است، به همین دلیل، باتری لیتیومی با وزن کم می توانند انرژی زیادی را ذخیره کنند.
مزایا و کاربردهای صنعتی باتری لیتیومی
از مزایا و کاربردهای صنعتی باتری لیتیومی می توانیم به وزن سبک تر و بازده انرژی بالاتر، شارژ سریع تر و تخلیه یکنواخت تر،عدم نیاز به تعمیر و نگهداری مداوم، سازگاری بالا با انرژی های تجدید پذیر، عملکرد عالی در دمای گسترده منفی 20 تا مثبت 60 درجه سانتی گراد. به همین دلیل در صنایع خودروسازی، انبارداری، سیستم های خورشیدی و تجهیزات پزشکی به وفور استفاده می شوند.
مقایسه اقتصادی باتری لیتیومی با انواع سنتی
در نگاه اول شاید هزینه اولیه زیادی داشته باشد، اما در بلند مدت نتایجش بسیار بهتر و به صرفه تر است. به عنوان مثال، اگر یک باتری سرب اسیدی هر دو سال نیاز به تعویض داشته باشد، باتری لیتیومی معادل آن می تواند ده سال بدون افت کیفیت کار کند. بنابراین، هزینه کلی نگهداری و تعویض آن بسیار کمتر خواهد بود.
نکات کلیدی هنگام خرید باتری لیتیومی صنعتی
هنگام خرید باتری لیتیومی صنعتی باید چند اصل ظرفیت واقعی باتری را بر اساس نیاز خود محاسبه کنید، از برندهای معتبر با گارانتی رسمی خرید کنید، به محدوده دمای کاری و سیستم BMS داخلی توجه کنید. از تطابق ولتاژ باتری با دستگاه اطمینان حاصل نمایید. به وزن و ابعاد باتری متناسب با فضای نصب دقت کنید. همیشه مشخصات درج شده روی برچسب باتری را با دفترچه فنی سازنده تطبیق دهید تا از واقعی بودن ظرفیت اطمینان پیدا کنید.