ელექტრო ველოსიპედის ლითიუმის ბატარეის დანერგვა

მოკლე შესავალი ლითიუმის ბატარეის ტიპები

ლითიუმ-იონური ბატარეები შეიძლება დაიყოს ორ კატეგორიად: თხევადი ლითიუმ-იონური ბატარეები (LIB) და პოლიმერული ლითიუმ-იონური ბატარეები (მოკლედ LIP). პოლიმერული ლითიუმ-იონური ბატარეები შეიძლება დაიყოს მყარი პოლიმერული ელექტროლიტის ლითიუმ-იონის ბატარეებად, გელის პოლიმერული ელექტროლიტის ლითიუმ-იონური ბატარეებად და ლითიუმ-იონური ბატარეებად, რომლებიც დამზადებულია პოლიმერული კათოდური მასალებისგან; კათოდური მასალების მიხედვით იყოფა ლითიუმის კობალტატად, ლითიუმის მანგანატად, ლითიუმის ნიკელატად, სამეულ მასალად, ლითიუმის რკინის ფოსფატად და ა.შ. მობილური ელექტრომომარაგების უმეტესობა დამზადებულია ლითიუმის მანგანატისგან. ჩვენი ჩვეულებრივი მობილური ტელეფონის ბატარეების მსგავსად, ბევრი მათგანი დამზადებულია ლითიუმის მანგანატისა და ლითიუმის კობალტატისგან.

ამჟამად, ელექტრო მანქანების ბაზარზე ძირითადი მასალებია სამი ლითიუმის ბატარეები (ლითიუმის ნიკელის კობალტის მანგანატი (ნიქომნ) O2), ლითიუმის მანგანატი (LiMn2O4) და ლითიუმის რკინის ფოსფატი (LiFePO4). დღეისათვის, ყველაზე პერსპექტიული ანოდური მასალები, რომლებიც გამოიყენება ენერგეტიკული ლითიუმ-იონური ბატარეებში, ძირითადად არის მოდიფიცირებული ლითიუმის მანგანატი (LiMn2O4), ლითიუმის რკინის ფოსფატი (LiFePO4) და ლითიუმის ნიკელის კობალტის მანგანატი (Li (Ni, Co, Co, Li). კობალტის მანგანატი (Li(NiCoMn)O2 სამჯერადი კომპოზიტური პოზიტიური ელექტროდის მასალის წინამორბედი პროდუქტი იღებს ნიკელის მარილს, კობალტის მარილს და მანგანუმის მარილს, როგორც ნედლეულს და მასში არსებული ნიკელის კობალტის მანგანუმის თანაფარდობა შეიძლება მორგებული იყოს ფაქტობრივი საჭიროებების მიხედვით, უსაფრთხოების ბატარეასთან და კობალტთან შედარებით. და უკეთესი ციკლის შესრულება, ვიდრე ნორმალური ლითიუმის კობალტატი. ადრეულ ეტაპზე, მისი ნომინალური ძაბვა იყო მხოლოდ 3.5-3.6V, რაც ზღუდავდა მისი გამოყენების დიაპაზონს. SONY-მ, LG-მ და SAMSUNG-მა, მსოფლიოს ხუთმა ბატარეამ, წარმოადგინეს სამჯერადი ბატარეები მაღალი სიმძლავრის ბატარეები სახლში და მის ფარგლებს გარეთ იყენებენ სამჯერადი კათოდური ბატარეის ელემენტს, რომლის დადებითი ელექტროდი დამზადებულია ლითიუმის მანგანატის ბატარეისგან. 

ლითიუმის მანგანატის ბატარეას აქვს ნომინალური ძაბვა 3.7 ვ, მზა პროდუქტის შიდა წინააღმდეგობა არის ≤ 200 mω, ხოლო პროდუქტის ზომა არის max19.2 * 56.5 * 69.5 მმ.

კათოდური მასალა დაბალი ღირებულებით, კარგი უსაფრთხოებით და დაბალი ტემპერატურის შესრულებით, მაგრამ მისი მასალა თავისთავად არასტაბილურია და ადვილად იშლება გაზის წარმოქმნის მიზნით, ამიტომ იგი ძირითადად გამოიყენება სხვა მასალებთან შერევისას ბატარეების ღირებულების შესამცირებლად. თუმცა, მისი ციკლის სიცოცხლე სწრაფად იშლება, ის მიდრეკილია ამობურცვისკენ, მისი მაღალი ტემპერატურის შესრულება ცუდია და მისი სიცოცხლე შედარებით ხანმოკლეა. ძირითადად გამოიყენება დიდი და საშუალო ზომის აკუმულატორებისა და დენის ბატარეებისთვის და მისი ნომინალური ძაბვაა 3,7 ვ. გავრცელებული პრობლემები, როგორიცაა ბატარეების ამობურცულობა და მეტეორიზმი, არის ელექტროლიტების გადინება.

ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეის სრული სახელია ლითიუმის რკინის ფოსფატის ლითიუმის იონური ბატარეა, რომელიც ძალიან გრძელია. იმის გამო, რომ მისი შესრულება განსაკუთრებით შესაფერისია დენის გამოყენებისთვის, მის სახელს ემატება სიტყვა 'ძალა', კერძოდ, ლითიუმის რკინის ფოსფატის კვების ელემენტი. ზოგი მას ასევე უწოდებს 'ლითიუმის რკინის (LiFe) კვების ელემენტს'.

მაღალი ეფექტურობის გამომავალი: სტანდარტული გამონადენი არის 2 ~ 5 C, უწყვეტი მაღალი დენის გამონადენი შეიძლება მიაღწიოს 10C და მყისიერი პულსის გამონადენი (10S) შეიძლება მიაღწიოს 2 ~ 5C;

კარგი შესრულება მაღალ ტემპერატურაზე: შიდა ტემპერატურა ისეთივე მაღალია, როგორც 95℃, როდესაც გარე ტემპერატურაა 65℃, და ტემპერატურა შეიძლება მიაღწიოს 160℃-ს, როდესაც ბატარეა გამორთულია, ამიტომ ბატარეის სტრუქტურა უსაფრთხო და ხელუხლებელია;

მაშინაც კი, თუ ბატარეის შიდა ან გარე ნაწილი დაზიანებულია, ბატარეა არ იწვის, არ ფეთქდება და აქვს საუკეთესო უსაფრთხოება;

შესანიშნავი ციკლის სიცოცხლე, 500 ციკლის შემდეგ, მისი განმუხტვის მოცულობა კვლავ 95%-ზე მეტია; ბატარეის პაკეტის ციკლის ხანგრძლივობა უნდა იყოს 800 ~ 2000 ჯერ.

ზედმეტი გამონადენი ნულ ვოლტამდე არ ზიანდება;

შესაძლებელია სწრაფად დატენვა;

დაბალი ღირებულება;

ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეა იგივე ზომითა და ტევადობით არის ტყვიმჟავას ბატარეის 1/3 და ტყვიმჟავას ბატარეის 1/3.

არ არის გარემოს დაბინძურება. ბატარეა არ შეიცავს მძიმე მეტალებს და იშვიათ ლითონებს (Ni-MH ბატარეებს სჭირდება იშვიათი ლითონები), არის არატოქსიკური (SGS სერთიფიკატი მიღებულია), არის დაბინძურებისგან თავისუფალი, შეესაბამება ევროპულ ROHS რეგულაციებს და არის აბსოლუტური მწვანე ბატარეა. თუმცა, ტყვიის მჟავა ბატარეებში დიდი რაოდენობითაა ტყვიის შემცველობა, რომელიც მაინც გამოიწვევს გარემოს მეორად დაბინძურებას, თუ იგი სათანადოდ არ განთავსდება გადაყრის შემდეგ, ხოლო ლითიუმის რკინის ფოსფატის მასალებს არ აქვთ დაბინძურება წარმოებისა და გამოყენების დროს.

სამიანი ლითიუმის ბატარეისა და ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეის შედარება

ბატარეის ერთი და იგივე სტრუქტურის გამოყენებით, ბატარეების დასამზადებლად შეირჩა სამეული მასალები და ლითიუმის რკინის ფოსფატის მასალები, ხოლო განმუხტვის, დატენვისა და ველოსიპედის ტესტები ჩატარდა სხვადასხვა პირობებში. ტრინარულ მასალებს აქვთ უპირატესობები დატენვის სიჩქარეში, განმუხტვის სიჩქარესა და გამონადენის შესრულებაში სხვადასხვა ტემპერატურაზე, ხოლო ლითიუმის რკინის ფოსფატის მასალებს აქვთ უკეთესი ციკლური მოქმედება და შეუძლიათ შეინარჩუნონ საწყისი სიმძლავრის 80% -ზე მეტი 5 000 ციკლის შემდეგ 1 C ტემპერატურაზე.

მაგალითად, პირობითად, სამჯერადი ლითიუმის ბატარეის ერთი უჯრედი 800-ჯერ, ხოლო ჯგუფური ბატარეის ციკლის ხანგრძლივობაა 400-500-ჯერ; დაბალი ტემპერატურის კარგი შესრულება. ლითიუმის რკინის ბატარეის ციკლის ხანგრძლივობაა 2000-ჯერ, ხოლო ჯგუფური ბატარეის ციკლის ხანგრძლივობა 800-1000-ჯერ; ლითიუმის რკინის ბატარეები ხელმისაწვდომია 18650 ცილინდრში (ცილინდრული და ზომით ოდნავ უფრო დიდი ვიდრე სამიანი ლითიუმის ბატარეები), ასევე რბილ პაკეტებში.

ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეის ნაკლოვანებები: ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეის დადებითი ელექტროდის ონკანის სიმკვრივე მცირეა და სიმკვრივე ზოგადად დაახლოებით 0,8-დან 1,3-მდეა. დიდი მოცულობა.

 ცუდი გამტარობა, ლითიუმის იონების ნელი დიფუზიის სიჩქარე და დაბალი რეალური სპეციფიკური სიმძლავრე მაღალ დროს დატენვისა და განტვირთვისას. ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეის დაბალი ტემპერატურა დაბალია. (განსაკუთრებით ცივ გარემოში, როგორიც არის ევროპაში ზამთარში სიცივე, ელექტროენერგია ვერ გამოიყოფა 10℃-ზე მაღალ ტემპერატურაზე).

ლითიუმის ბატარეების შენახვა და მოვლა

ლითიუმის ბატარეა სჯობს ნაწილობრივ განმუხტვას და არა მთლიანად და ეცადეთ თავიდან აიცილოთ ხშირი სრული დაცლა. უმჯობესია გამორთოთ ბატარეა მთლიანად დამუხტვისთანავე.

ლითიუმის ბატარეის დაბერების სიჩქარე განისაზღვრება ტემპერატურისა და დატენვის მდგომარეობით. შემდეგი ცხრილი ასახავს ბატარეის სიმძლავრის შემცირებას ორი პარამეტრით.

ტემპერატურის დატენვა 40% დამუხტვა 100%

       0°C                              98% სიმძლავრე ერთი წლის შემდეგ 94% სიმძლავრე ერთი წლის შემდეგ 

      25°C                             96% სიმძლავრე ერთი წლის შემდეგ 80% სიმძლავრე ერთი წლის შემდეგ             

      40°C                             85% სიმძლავრე ერთი წლის შემდეგ 65% სიმძლავრე ერთი წლის შემდეგ  

      60°C 75% სიმძლავრე ერთი წლის შემდეგ 60% სიმძლავრე სამი თვის შემდეგ

მოვლა: სამჯერადი ლითიუმის ბატარეა ზედმეტად დატვირთულია და ბატარეა ასევე ზიანდება, როდესაც ძაბვა ძალიან დაბალია. რეკომენდებულია მისი შენარჩუნება ყოველ სამ თვეში ერთხელ. თუ შესაძლებელია, შეეცადეთ დატენოთ ბატარეა 40%-მდე და შეინახეთ გრილ ადგილას. ამგვარად, ბატარეის საკუთარი დაცვის წრე შეიძლება იმუშაოს შენახვის ხანგრძლივ პერიოდში. თუ ბატარეა სრულად დატენვის შემდეგ მაღალ ტემპერატურაზეა განთავსებული, ეს დიდ ზიანს აყენებს ბატარეას.

შენახვა: ხანმოკლე შენახვა: შეინახეთ ბატარეა მშრალ, არაკოროზიულ გაზზე, ტემპერატურა და ტენიანობა -20 C-დან 35 C 65 20% შორის. თუ ტემპერატურა და ტენიანობა ამ ტემპერატურასა და ტენიანობაზე მაღალი ან დაბალია, ბატარეის ლითონის ნაწილები დაჟანგდება ან ბატარეა გაჟონავს. 

გრძელვადიანი შენახვა: რადგან ხანგრძლივი შენახვა დააჩქარებს ბატარეის აქტიური ნივთიერებების თვითგანმუხტვას და პასივაციას, გარემოს ტემპერატურა და ტენიანობა უნდა იყოს 10 C-დან 30 C 65 20%-მდე. ამავდროულად, გრძელვადიანი შენახვით (როგორიცაა ერთ წელზე მეტი) გამოწვეული თვითგამონადენისა და აქტიური ნივთიერებების პასივიზაციის უარყოფითი ზემოქმედების შესამცირებლად, ბატარეა უნდა დაიტენოს და დაიტვირთოს ყოველ სამ თვეში ერთხელ, რათა აღდგეს მისი თავდაპირველი მოქმედება.

სიცოცხლე: ნორმალურ პირობებში, ლითიუმის ბატარეის საუკეთესო მომსახურების ტემპერატურაა 20 ~ 25℃, ასე რომ ქვედა ტემპერატურის პირობებში, ლითიუმის ბატარეის მომსახურების ვადა შემცირდება ნახევარით. თუ ნორმალური სიცოცხლე 500 ციკლია, ქვედა ტემპერატურა შეიძლება იყოს მხოლოდ 300-ჯერ ნაკლები. თუ ტემპერატურა აღემატება -20℃, სამჯერადი ბატარეა შეიძლება საერთოდ არ იქნას გამოყენებული. თუ ტემპერატურა აღემატება -10℃-ს, ლითიუმის რკინის ბატარეის სიმძლავრე არ გამოიყოფა.