Ի՞նչ ունի լիթիումի իոնային մարտկոցները:

ԸստՋեյք Մորիսոն, ապարատային գրող|Սառա Չեն|Մայք Փաթերսոն
Հրատարակված՝Փետրվարի 8, 2025

Մեր օրերում վերալիցքավորվող գրեթե ամեն ինչ աշխատում է լիթիումի իոնային մարտկոցներով: Ձեր հեռախոսը, ակնհայտ է: Նոթբուք. Այդ անլար ականջակալները, որոնք հավանաբար կրում եք հենց հիմա: Տեխնոլոգիան տարածվեց 1991 թվականին, երբ Sony-ն առևտրայնացրեց տեսախցիկների համար առաջին լիթիումի իոնային բջիջները, և այդ ժամանակվանից այն ներառվել է բոլոր ապրանքատեսակների մեջ:

Մարդիկ հարցնում են, թե «ի՞նչ ունի լիթիումի իոնային մարտկոցները», ակնկալելով պարզ ցուցակ, բայց իրական պատասխանը հետևյալն է. գնացեք նայեք ձեր տունը: Հաշվեք վերալիցքավորվող սարքերը: Դա քո պատասխանն է:

Այս մարտկոցները էներգիա են պահում՝ երկու էլեկտրոդների-անոդից դեպի կաթոդ ետ ու առաջ տեղափոխելով լիթիումի իոնները լիցքաթափելիս, հակառակ ուղղությամբ՝ երբ միացնում եք դրանք: Քիմիան բարդ է թվում, բայց գործնական արդյունքը պարզ է՝ ավելի շատ էներգիա ավելի քիչ տարածության մեջ, քան կարող էին կառավարել հին մարտկոցները:

What Has Lithium Ion Batteries

Երեք պատճառ. Էներգիայի խտությունը հաղթում է մնացած ամեն ինչին: Լիթիումի իոնային բջիջը պարունակում է 150-250 վտ- ժամ մեկ կիլոգրամի համար: Համեմատեք դա նիկել-կադմիումի հետ՝ գուցե 40-60 Վտժ/կգ: Նույնիսկ մոտիկ չէ:

Երկրորդ, հիշողության էֆեկտ չկա: Հիշու՞մ եք հին անլար հեռախոսները, որտեղ դուք պետք է ամբողջությամբ լիցքաթափեիք մարտկոցը, այլապես այն «կմոռանա» իր ամբողջ հզորությունը: Լիթիումի իոնը դա չի անում: Լիցքավորեք այն ամեն անգամ: Երրորդ՝ ցածր ինքնակամ-լիցքաթափում-նրանք լիցքավորումը պահում են դարակի վրա նստած՝ ամսական կորցնելով գուցե 2-3%՝ NiMH մարտկոցների 20%-ի դիմաց:

Արժեքը նույնպես իջավ։ Դեռ 90-ականներին այս մարտկոցները բավական թանկ էին, որ դրանք օգտագործում էին միայն պրեմիում դասի էլեկտրոնիկան: Այժմ դրանք բավական էժան են դոլարի խանութի USB լիցքավորիչների համար: Դե, էժանբավական է-դեռ ավելի թանկ է, քան ալկալայինները, սակայն վերալիցքավորելիությունը արագ է վերադարձնում:

Սմարթֆոնները գլխավորում են փաթեթը: iPhone 15 Pro-ն ունի 3274 mAh մարտկոց: Samsung Galaxy S24 Ultra-ն ավելի մեծ է դառնում 5000 mAh-ով: Յուրաքանչյուր հեռախոս՝ սկսած $50 կանխավճարային մոդելներից մինչև $1,500 դրոշակակիրները, օգտագործում են լիթիումի իոն-սովորաբար լիթիումի կոբալտ օքսիդ (LCO) քիմիական բաղադրություն, քանի որ այն առավելագույնի է հասցնում հզորությունը նեղ տարածություններում։

Նոթբուքերն աշխատում են ավելի մեծ մարտկոցներով, սովորաբար 50-80 Վտ/ժ ուլտրաբուքների համար, մինչև 100 Վտ/ժ աշխատանքային կայանների համար: Իրականում, 100 Վտ/ժ-ը օրինական սահմանն է ինքնաթիռներում մարտկոցներ առանց հատուկ հաստատման տեղափոխելու համար, ինչի պատճառով էլ նոութբուք արտադրողները թիրախավորում են այդ թիվը: FAA-ն այդ կանոնը սահմանեց այն բանից հետո, երբ 2000-ականներին ինքնաթիռներում որոշ լիթիումային մարտկոցներ կրակեցին:

Պլանշետների միջև ընկած է-iPad Pro-ն ունի մոտ 40 Վտ/ժ: Kindle Paperwhite? Փոքրիկ 6 Վտ ժամանոց մարտկոց, որը շաբաթներ է տևում, քանի որ e-թանաքը ցույց է տալիս կումերի հզորությունը:

Հետո կան մնացած բոլոր բաները: Անլար մկներ և ստեղնաշարեր (սովորաբար AAA{1}}լիթիումի իոնային բջիջներ): Bluetooth բարձրախոսներ-JBL, Ultimate Ears, Bose, ամբողջությամբ լիթիումիոն: Խաղային կարգավորիչներ. Խելացի ժամացույցներ. Ֆիթնես թրեքերներ. Անլար անվտանգության տեսախցիկներ. Տեսանյութ դռան զանգերը. Էլեկտրական ատամի խոզանակներ. Oral{11}}B iO շարքը օգտագործում է լիթիումի մարտկոց, որը լավ է լիցքավորվում երկու շաբաթվա ընթացքում:

AirPods Pro-ն ունի 1,98 Վտ/ժ մարտկոցի հզորություն՝ համակցված ականջակալների և պատյանի միջև: Ինչը այնքան էլ շատ չի հնչում, մինչև չհասկանաք, որ դրանք ժամերով ակտիվացնում են աղմուկի ակտիվ ջնջումը, տարածական աուդիո մշակումը և անլար կապը:

What Has Lithium Ion Batteries

Էլեկտրական մեքենաներն ամբողջությամբ փոխեցին սանդղակը. Tesla Model 3 Long Range-ը փաթեթավորում է 75 կՎտ/ժ հզորությամբ մարտկոց-որը կազմում է 75000 վտ-ժամ կամ մոտավորապես 1500 սմարթֆոնի էներգիայի մարտկոց: Միայն մարտկոցը կշռում է մոտ 1000 ֆունտ:

EV-ների մեծ մասը օգտագործում է նիկել-մանգան կոբալտ (NMC) կամ լիթիումի երկաթի ֆոսֆատ (LFP) քիմիա, քան հեռախոսների կոբալտի-ծանր բջիջները: NMC-ն առաջարկում է էներգիայի լավ խտություն՝ ավելի լավ ջերմային կայունությամբ: LFP-ն ավելի անվտանգ է և ավելի երկար է տևում-BYD-ը և Tesla-ն այժմ օգտագործում են LFP ստանդարտ շարքի մոդելների համար: Փոխանակումը-էներգիայի ավելի ցածր խտություն է, ուստի նույն տիրույթի համար ձեզ ավելի շատ բջիջներ են պետք:

Ford F-150 Lightning-ը հասանելի է մինչև 131 կՎտժ: Rivian R1T-ը Max Pack-ի կոնֆիգուրացիայում հասնում է 135 կՎտժ-ի: Lucid Air Dream Range-ը պահանջում է 112 կՎտժ և ստանում է ավելի քան 500 մղոն EPA տիրույթ, քանի որ դրանց շարժիչներն ու էլեկտրոնիկան խելահեղ արդյունավետ են:

Էլեկտրական հեծանիվները ծաղկում են. Rad Power հեծանիվները սովորաբար օգտագործում են 48V 14Ah փաթեթներ (672 Wh): Ավելի բարձր-էլեկտրոնային-հեծանիվներ Specialized կամ Trek 500-700 Wh մարտկոցներից: E{10}}սկուտերներն ավելի փոքր են. Xiaomi M365-ն օգտագործում է 280 Վտժ հզորություն, Bird և Lime-ի վարձույթով սկուտերներն աշխատում են նույն հզորությամբ:

Էլեկտրական մոտոցիկլետները դեռ տեղ են զբաղեցնում, բայց աճում են: Zero Motorcycles SR/F-ն ունի 14,4 կՎտժ մարտկոց: Energica Ego+-ը մղում է 21,5 կՎտժ: Դեռևս բավական չէ երկար մայրուղով ուղևորությունների համար, բայց այնտեղ հասնելու համար:

Նավերն էլ են գալիս։ X Shore Eelex 8000 էլեկտրական նավն աշխատում է 125 կՎտժ հզորությամբ մարտկոցով: Candela C-8 հիդրոֆայլային նավը օգտագործում է 44 կՎտժ և «թռչում» ջրի վերևում՝ նվազեցնելու դիմադրությունը: Arc Sport էլեկտրական wakeboard նավակը $300,000 արժեր վերջին անգամ, երբ ստուգեցի:

Այս փոխակերպումը տեղի ունեցավ արագ. Քսան տարի առաջ լուրջ կապալառուները ծիծաղում էին անլար գործիքների վրա: Այսօր? Milwaukee, DeWalt, Makita, Bosch-նրանք բոլորն էլ լիթիում են օգտագործել:

DeWalt-ի FlexVolt համակարգը աշխատում է 20 Վ կամ 60 Վ՝ կախված գործիքից: Milwaukee-ի M18 պլատֆորմն ունի ավելի քան 200 գործիք, որոնք կիսում են նույն մարտկոցի համակարգը: Նրանց բարձր ելքային մարտկոցները 12 Ահ հզորությամբ-բավականին են շրջանաձև սղոցը տասնյակ կտրվածքների միջով աշխատելու համար:

Հետևեցին արտաքին էներգիայի սարքավորումները: Ego Power Plus-ը մարտկոցով խոտհնձիչ է պատրաստում՝ օգտագործելով 56V 7,5 Ah փաթեթ (420 Wh): Նրանց լարային հարմարանքները, տերևներ փչողները, նույնիսկ ձյունը փչողները աշխատում են նույն մարտկոցի հարթակում: Ryobi-ն ունի 40V համակարգ։ Greenworks-ն առաջարկում է 60V և 80V տարբերակներ ավելի մեծ սարքավորումների համար:

Ռոբոտը փոշեկուլներն ու խոտհնձիչները աշխատում են ավելի փոքր մարտկոցներով, քանի որ դրանք ինքնաբերաբար լիցքավորվում են: Roomba j7+ ունի մոտ 60 Wh: Husqvarna Automower-ը օգտագործում է 18V լիթիումի իոն, հզորությունը տատանվում է ըստ մոդելի:

Պրոֆեսիոնալ սարքավորումները շարունակում են աճել: Milwaukee-ն արտադրում է ուսապարկի մարտկոց, որն ապահովում է 300 Վտժ հզորություն՝ աշխատատեղերի վրա բազմաթիվ գործիքներ գործարկելու համար: Stihl-ն առաջարկում է մարտկոցի բենզասղոցներ, որոնք բավական հզոր են առևտրային ծառերի աշխատանքի համար:

Դյուրակիր թթվածնի կոնցենտրատորները խիստ կարևոր են շնչառական խնդիրներ ունեցող մարդկանց համար: Inogen One G5-ն օգտագործում է լիթիումի իոնային մարտկոց, որն ապահովում է 3-6 ժամ աշխատանք՝ կախված հոսքի կարգավորումներից: Phillips Respironics Simply Go Mini-ն թիրախավորում է մոտ 4,5 ժամ:

Քնի apnea-ի համար CPAP մեքենաներն ավելի ու ավելի են առաջարկում մարտկոցի տարբերակներ: ResMed AirMini ճամփորդական CPAP-ը կարող է սպառել արտաքին լիթիումային մարտկոցները: Օգտակար է ճամբարի կամ հոսանքազրկման համար:

Վերջերս լսողական սարքերն անցել են վերալիցքավորվող լիթիումի: Phonak Audeo Paradise-ը լիցքավորում է գիշերը և աշխատում է 16+ ժամ: Starkey Evolv AI նմանատիպ կատարում: Շատ ավելի լավ է, քան այդ փոքրիկ ցինկային-օդային կոճակների բջիջները մի քանի օրը մեկ շփոթելը:

Բժշկական մոնիտորինգի սարքավորումներ-արյան ճնշման մոնիտորներ, գլյուկոզայի մոնիտորներ, շարժական ԷՍԳ սարքեր-այժմ շատերը վերալիցքավորվում են: AliveCor KardiaMobile-ը ձայնագրում է ԷՍԳ-ն հեռախոսով, աշխատում է փոքր լիթիումային բջիջի վրա, որը տևում է ամիսներ:

Ինֆուզիոն պոմպեր, վիրաբուժական գործիքներ, ախտորոշիչ սարքավորումներ, որոնք օգտագործվում են հիվանդանոցներում-բազմաթիվ լիթիումի իոնային մարտկոցներ կամ շարժական էներգիայի տարբերակներ: Stryker System 8 վիրաբուժական էլեկտրական գործիքներն օգտագործում են լիթիումի իոնային մարտկոցներ, որոնք ստերիլ կնքված են վիրահատարանի օգտագործման համար:

Իմպլանտացվող սարքերը լրիվ այլ կատեգորիա են: Որոշ նոր ռիթմավարներ օգտագործում են վերալիցքավորվող լիթիումի իոնային մարտկոցներ, որոնք լիցքավորվում են միջմաշկային ճանապարհով (մաշկի միջով)՝ ինդուկցիայի միջոցով: Medtronic-ն ունի մոդելներ, որտեղ մարտկոցը լիցքավորվում է անլար եղանակով շաբաթը մեկ անգամ՝ 7-10 տարին մեկ վիրահատական փոխարինման կարիքի փոխարեն:

What Has Lithium Ion Batteries

Tesla Powerwall 2-ը պահում է 13,5 կՎտժ հզորություն, տեղադրման արժեքը մոտ 11000 դոլար է: Powerwall 3-ը վերջերս դուրս եկավ ավելի լավ ինտեգրմամբ: Generac PWRcell-ն առաջարկում է 9-18 կՎտժ մոդուլային համակարգեր: LG Chem RESU-ն անցնում է 10-16 կՎտժ-ից՝ կախված կոնֆիգուրացիայից:

Այս տնային մարտկոցները զուգակցվում են արևային մարտկոցների հետ-պահում են ավելցուկային արտադրությունը օրվա ընթացքում և օգտագործում այն գիշերը: Տրամադրեք նաև պահուստավորում ընդհատումների ժամանակ, եթե ճիշտ կազմաձևված է: Ոչ բոլոր համակարգերն են աշխատում անջատումների ժամանակ. կախված է ինվերտորի կարգավորումից:

Կալիֆոռնիան նոր տների վրա արևային էներգիա է պահանջում, ուստի մարտկոցների ընդունումն այնտեղ արագանում է: Հավայան կղզիներն ունեն բարձր էլեկտրաէներգիայի ծախսեր, գումարած շատ արև, ինչը թույլ է տալիս, որ արևային և պահեստավորման տնտեսությունը լավ աշխատի: Տեխասում ցանցի խափանումը տեղի ունեցավ 2021 թվականին, ինչը հետաքրքրություն առաջացրեց տնային մարտկոցների նկատմամբ:

Առևտրային կայանքները շատ ավելի մեծ են: Մթերային խանութը կարող է տեղադրել 50-100 կՎտժ մարտկոցներ՝ պահանջարկի գանձումը կառավարելու համար: Տվյալների կենտրոններն օգտագործում են մեգավատների մասշտաբով մարտկոցների սենյակներ պահեստային էներգիայի, դիզելային գեներատորների փոխարինման կամ լրացման համար:

Կոմունալ սանդղակը վայրի է: Կալիֆորնիայում գտնվող Moss Landing Energy Storage Facility-ն ունի 3000 ՄՎտ/ժ հզորություն-դա 3 միլիոն կվտ-ժամ է, կամ բավական է մոտավորապես 225,000 տուն մի քանի ժամվա ընթացքում: Այն օգտագործում է Tesla Megapack միավորներ, որոնցից յուրաքանչյուրը բեռնափոխադրման կոնտեյներ է-3 ՄՎտ/ժ հզորությամբ մարտկոց:

Ավստրալիայի Hornsdale Power Reserve-ը առաջին խոշոր ցանցային մարտկոցներից մեկն էր, որը կառուցվել է Tesla-ի կողմից 2017 թվականին 150 ՄՎտ/ժ հզորությամբ: ի վեր այն ընդլայնվել է։ Այս համակարգերը կայունացնում են ցանցի հաճախականությունը, պահպանում են վերականգնվող էներգիան, նվազեցնում բնական գազի բարձր կայանների կարիքը:

UPS (անխափան սնուցման աղբյուր) համակարգերը ավանդաբար օգտագործում էին կապարի-թթվային մարտկոցներ: Ծանր, 3-5 տարին մեկ փոխարինման անհրաժեշտություն, պարունակում էր թունավոր նյութեր: Լիթիումի իոնային UPS համակարգերը APC, Eaton, Vertiv-ից ավելի երկար են տևում, ավելի քիչ տեղ են զբաղեցնում, ավելի քիչ կշռում: Տվյալների կենտրոնները հատկապես նման են այս քաշի նվազեցմանը, նշանակում է ավելի քիչ կառուցվածքային բեռ շենքերում:

Անօդաչու թռչող սարքեր և քառակոպտերներ-DJI-ն գերիշխում է այս շուկայում: Նրանց անօդաչու սարքերը աշխատում են լիթիումի պոլիմերային (LiPo) մարտկոցներով, որոնք տեխնիկապես լիթիումի իոնային տարբերակ են՝ պոլիմերային էլեկտրոլիտով: DJI Mini 3 Pro-ն օգտագործում է 2453 մԱ/ժ մարտկոց՝ մոտ 34 րոպե թռիչքի ժամանակ: Ավելի մեծ անօդաչու սարքերը, ինչպիսին է Inspire 2-ը, կրում են 98 Վտ/ժ ընդհանուր հզորությամբ կրկնակի մարտկոցներ:

Պրոֆեսիոնալ անօդաչու թռչող սարքեր՝ հետազոտության, զննման, առաքման համար-դրանք բոլորն աշխատում են լիթիումային մարտկոցներով: Zipline բժշկական առաքման անօդաչուները Աֆրիկայում օգտագործում են լիթիումի իոն: Amazon-ի առաքման անօդաչու թռչող սարքերի նախատիպերն օգտագործում են դրանք:

Օդատիեզերական կիրառությունները ընդլայնվում են. Էլեկտրական ինքնաթիռներ են գալիս. Pipistrel Velis Electro-ն ունի լիթիումային մարտկոցներ-առաջին ամբողջովին էլեկտրական ինքնաթիռը, որը հավաստագրված է Եվրոպայում թռիչքային ուսուցման համար: Beta Technologies-ը և Joby Aviation-ը մշակում են էլեկտրական օդային տաքսիներ, որոնք աշխատում են լիթիումի մեծ մարտկոցներով:

Արբանյակները և տիեզերանավերը օգտագործում են մասնագիտացված լիթիումի իոնային մարտկոցներ, որոնք ստեղծվել են վակուումի, ճառագայթման և ջերմաստիճանի ծայրահեղությունների վրա գոյատևելու համար: Միջազգային տիեզերակայանն ունի լիթիումի իոնային մարտկոցներ, որոնք փոխարինում են հին նիկելային-ջրածնային բջիջները։ Մարտկոցի յուրաքանչյուր մոդուլը կշռում է 400+ ֆունտ:

Ռազմական սարքավորումներ-գիշերային տեսողության ակնոցներ, մարտավարական ռադիոկայաններ, GPS ստորաբաժանումներ, բոլորն այժմ աշխատում են լիթիումային մարտկոցներով: Ավելի լավ էներգիայի խտությունը կարևոր է, երբ զինվորները սարքավորումներ են կրում օրերով: AN/PRC-163 ռադիոն օգտագործում է վերալիցքավորվող լիթիումի իոնային մարտկոցներ:

Տեսախցիկներ և ֆոտոապարատներ{0}}առանց հայելի տեսախցիկներ Sony-ի, Canon-ի, Nikon-ից՝ ամբողջությամբ լիթիումի իոնային: Sony A7 IV-ն օգտագործում է NP{3}}FZ100 մարտկոցներ յուրաքանչյուրը 16,4 Վտ/ժ արագությամբ: Պրոֆեսիոնալ լուսավորություն-Aputure 300d LED լույսերը աշխատում են V-լիթիումային մարտկոցներով (98 Վտժ ստանդարտ չափս): Անլար միկրոֆոններ, վիդեո մոնիտորներ, ամեն ինչ շարժական ֆիլմերի/ֆոտո արտադրության մեջ:

What Has Lithium Ion Batteries

Մարտկոցով{0}}սնուցվող ավելի նոր արտադրանքները հաճախ ունեն Bluetooth կամ Wi{1}}Fi կապ: Դուք կարող եք ստուգել մարտկոցի կարգավիճակը ձեր հեռախոսում: Ego էլեկտրական գործիքները ցույց են տալիս լիցքավորման մակարդակը հավելվածում: Ryobi գործիքները նույնպես: Tesla-ն թույլ է տալիս վերահսկել ձեր մեքենայի մարտկոցը և հեռակա կարգով լիցքավորել:

Խելացի մարտկոցների կառավարման համակարգերը (BMS) մեծ աշխատանք են կատարում: Նրանք հավասարակշռում են բջջային լարումը-բազմ-բջջային փաթեթում, առանձին բջիջները ժամանակի ընթացքում հեռանում են միմյանցից, BMS-ը հավասարեցնում է դրանք: Նրանք վերահսկում են ջերմաստիճանը, կանխում են գերլիցքավորումն ու լիցքաթափումը, սարքին հաղորդում են կարգավիճակը:

Որոշ կապակցված գործառույթներ խաբուսիկ են թվում, բայց թանկարժեք սարքավորումների հեռավոր մոնիտորինգը իմաստ ունի: Շինարարական բրիգադները կարող են հետևել, թե որ մարտկոցները պետք է լիցքավորվեն: Տնային էներգիայի պահեստավորման սեփականատերերը կարող են վերահսկել արևի արտադրությունը և մարտկոցի կարգավիճակը ճանապարհորդելիս:

Անվտանգության հետ կապված մտահոգություններ, այնուամենայնիվ, կան: Մարտկոցի որոնվածը երբեմն թարմացումների կարիք ունի: Եթե այդ հաղորդակցման ուղին պատշաճ կերպով ապահովված չէ, դա պոտենցիալ խոցելիություն է: Շատ մարդիկ չեն կոտրում մարտկոցները, բայց տեսականորեն հնարավոր է:

Մարդիկ անընդհատ հանդիպում են լիթիումային մարտկոցների՝ առանց դրա մասին մտածելու։ Էլեկտրական ատամի խոզանակ լոգարանում. Անլար փոշեկուլ (Dyson V15 ունի 70 Wh): Վերալիցքավորվող լապտեր։ Power Bank-ը ձեր պայուսակի մեջ-Anker-ը արտադրում է մոդելներ 10,000 mAh (37 Wh) մինչև 25,000 mAh (90 Wh):

Մանկական խաղալիքներն ավելի ու ավելի են լիցքավորվում: Հեռակառավարման մեքենաներ, լուսավոր-խաղալիքներ, էլեկտրոնային ուսումնական սարքեր: Շփում է անընդհատ ալկալային մարտկոցներ գնելիս:

Խելացի տան սարքերը-Դռան զանգի զանգը շարժական լիթիումի մարտկոց ունի: Arlo անվտանգության տեսախցիկները օգտագործում են վերալիցքավորվող մարտկոցներ, որոնք տևում են ամիսներ: Google Nest թերմոստատներն ունեն պահեստային լիթիումային մարտկոցներ: Օգոստոսյան խելացի կողպեքները աշխատում են լիթիումի AA-ներով:

Տոնական լույսերը նույնպես վերալիցքավորվում են: Լարային լույսեր՝ ներկառուցված-մարտկոցներով և արևային մարտկոցներով: Վերալիցքավորվող LED մոմեր: Դեկորատիվ իրեր.

Մասնագիտական օգտագործման դեպքերը շատ տարբեր են: Շինարարական աշխատողներն ամբողջ օրը փոխում են Milwaukee կամ DeWalt մարտկոցները: Պահեստի բեռնատարները լիցքավորում են լիթիումի իոնային մարտկոցները ընդմիջումների ժամանակ-15 րոպեանոց լիցքավորման հնարավորությունը տատանվում է ժամերով, մինչև կապարաթթվային մարտկոցները լիցքավորվեն:

Գյուղատնտեսական սարքավորումների ընդունումը դանդաղ է, բայց տեղի է ունենում: Ջոն Դիրը փորձարկում է էլեկտրական տրակտորները. Ինքնավար ֆերմերային ռոբոտները հաճախ էլեկտրական են: Ոռոգման համակարգեր՝ մարտկոցի պահեստով։

Մաքրման արդյունաբերությունը ընդգրկեց լիթիումը: Հատակի մաքրիչներ, գորգեր հանող սարքեր, կոմերցիոն ճնշում լվացող մեքենաներ-ընկերությունները, ինչպիսիք են Tennant-ը և Karcher-ը, առաջարկում են լիթիումի տարբերակներ: Ավելի արագ լիցքավորում, ավելի թեթև քաշ, մարտկոցի ոռոգման կարիք չկա, ինչպես հին կապարի{3}}թթվային համակարգերը:

Մարտկոցները քայքայվում են: Քիմիան հավերժ չի տևում. Սովորական լիթիումի իոնային մարտկոցը պահպանում է 80% հզորությունը 500-1000 լիցքավորման ցիկլերից հետո՝ կախված քիմիայից և օգտագործման ձևերից: Tesla-ն երաշխավորում է իր EV մարտկոցների 70% պահպանումը 8 տարի/100,000-150,000 մղոն՝ կախված մոդելից:

Ջերմաստիճանը սպանում է մարտկոցներն ավելի արագ, քան որևէ այլ բան: Հատկապես վատ ջերմությունը-30 աստիճանից բարձր (86 F աստիճան F) մարտկոցներ պահելը կամ օգտագործելը պարբերաբար արագացնում է քայքայումը: Սառը նվազեցնում է ժամանակավոր հզորությունը, բայց չի առաջացնում մշտական վնաս, ինչպես ջերմությունը: Ահա թե ինչու Phoenix EV մարտկոցներն ավելի արագ են քայքայվում, քան Seattle-ի մարտկոցները:

Օրացույցային ծերացումը նույնպես իրական է: Մարտկոցները քայքայվում են նույնիսկ չօգտագործված վիճակում: Պահպանեք դրանք 40-50% լիցքավորման դեպքում սառը ջերմաստիճանում՝ առավելագույն պահպանման համար: Մարտկոցը 100% լիցքավորմամբ և 40 աստիճանով երկար ժամանակ պահելը վատագույն դեպքն է:

Անվտանգության հետ կապված միջադեպերը հազվադեպ են լինում, բայց երբ պատահում են, նորություն են դառնում: 2016 թվականին Samsung Galaxy Note 7-ի հրդեհների պատճառ դարձան արտադրական թերությունները. նրանք հետ են կանչել 2,5 միլիոն հեռախոս: Հովերբորդներն այնքան հաճախ էին բռնկվում 2015-2016 թվականներին, որ ավիաընկերությունները արգելեցին դրանք։ Սովորաբար դա կապված է արտադրության որակի վերահսկման խնդիրների, ֆիզիկական վնասների կամ սխալ լիցքավորիչներով լիցքավորման հետ:

Ջերմային հեռացումը-երբ բջիջը գերտաքանում է, և ջերմությունը առաջացնում է հետագա ռեակցիաներ, որոնք ավելի շատ ջերմություն են առաջացնում-խափանման հիմնական ռեժիմն է: Պատշաճ նախագծված մարտկոցներն ունեն անվտանգության մի քանի առանձնահատկություններ՝ հոսանքի սահմանափակող սխեմաներ, ջերմային ապահովիչներ, ճնշման նվազեցման օդանցքներ, անջատիչի անջատման շերտեր: Էժան մարտկոցները բաց են թողնում այս պաշտպանությունը:

Համատեղելիությունը հիասթափեցնում է օգտվողներին: Գործիքների յուրաքանչյուր ապրանքանիշ օգտագործում է մարտկոցի ձևի տարբեր գործոններ: DeWalt մարտկոցները չեն համապատասխանում Milwaukee գործիքներին: Ryobi-ն տարիներ շարունակ խելացի է պահել իր One+ պլատֆորմը համատեղելի-2005 թվականի գործիքները մարտկոցներով աշխատում են 2025 թվականից:

Վերամշակման ենթակառուցվածքը դեռ զարգանում է: Li-Cycle, Redwood Materials և այլք կառուցում են լիթիումի մարտկոցների վերամշակման հատուկ գործարաններ: Նրանք կարող են վերականգնել մարտկոցի նյութերի 95%+։ Սակայն հավաքագրման լոգիստիկան շարունակում է մնալ դժվար-մարդիկ մարտկոցները նետում են աղբը` ստեղծելով աղբավայրերի խնդիրներ:

BMS-ը կարևոր է, բայց անտեսանելի: Նոութբուքում այն վերահսկում է բջիջների յուրաքանչյուր խումբ, գնահատում է մնացած գործարկման ժամանակը, վերահսկում է լիցքավորման արագությունը, հաղորդում է մարտկոցի առողջությունը օպերացիոն համակարգին: Ավելի բարդ, քան թվում է:

Գումարի վիճակի--գնահատումը զարմանալիորեն դժվար է: Մարտկոցի լարումը փոխկապակցված է լիցքավորման մակարդակի հետ, սակայն հարաբերությունը տատանվում է ջերմաստիճանի, բեռի, մարտկոցի տարիքի հետ: Լավ BMS-ն օգտագործում է բարդ ալգորիթմներ՝ հաշվի առնելով այս ամենը: Ահա թե ինչու հեռախոսի մարտկոցի տոկոսը երբեմն անսպասելիորեն ցատկում կամ իջնում է-գնահատումը վերահաշվարկվում է:

Բջիջների հավասարակշռումը կարևոր է բազմա-բջջային փաթեթներում: Առանձին բջիջները անխուսափելիորեն ունեն փոքր հզորությունների տարբերություններ: Լիցքավորման ընթացքում BMS-ը կարող է շեղել հոսանքը ավելի լի բջիջների շուրջ, որպեսզի թույլ բջիջները կարողանան հասնել դրանց: Պասիվ հավասարակշռումը էներգիան ցրում է ջերմության տեսքով: Ակտիվ հավասարակշռումը էներգիա է փոխանցում բջիջների միջև՝ ավելի արդյունավետ, բայց ավելի թանկ:

Ջերմաստիճանի կառավարում{0}}BMS-ը վերահսկում է բջիջների ջերմաստիճանը և կարող է նվազեցնել լիցքավորման/լիցքավորման արագությունը, եթե իրերը շատ տաքանան: EV-ներն ունեն բարդ ջերմային կառավարում՝ հեղուկ հովացման միջոցով: Էլեկտրական գործիքները պարզապես հիմնվում են ջերմային անջատումների վրա:

Հաղորդակցման արձանագրություններ-BMS չիպերը խոսում են հյուրընկալող սարքերի հետ՝ օգտագործելով I2C, SMBus, CAN ավտոբուս կամ սեփականության արձանագրություններ: Սա թույլ է տալիս սարքերին ցուցադրել ճշգրիտ տեղեկատվություն մարտկոցի մասին և օպտիմալացնել աշխատանքը:

Արդյունաբերական հավելվածները ինտեգրում են մարտկոցի մոնիտորինգը ավելի լայն համակարգերում: Պահեստը կարող է կենտրոնացված կերպով հետևել բեռնատարի բոլոր մարտկոցներին՝ պլանավորելով լիցքավորումը և փոխարինման կարիք ունեցող մարտկոցները նշելով: Կանխատեսելի սպասարկում՝ հիմնված BMS տվյալների վրա:

Պինդ-մարտկոցները սուրբ գրալն են: Հեղուկ էլեկտրոլիտը փոխարինեք պինդ կերամիկական կամ պոլիմերային նյութով: Տեսականորեն ավելի անվտանգ-առանց դյուրավառ հեղուկի: Հնարավոր է ավելի բարձր էներգիայի խտություն: Toyota-ն պնդում է, որ մինչև 2027-2028թթ. QuantumScape-ը, Solid Power-ը և մյուսները, որոնք զարգացնում են տեխնոլոգիան: Սակայն մասշտաբով արտադրությունը մնում է չլուծված:

Նատրիումի-իոնային մարտկոցներ, որոնք օգտագործում են աղ լիթիումի փոխարեն-ավելի էժան հումք, պոտենցիալ ցածր գնով: CATL-ը 2021 թվականին հայտարարեց նատրիումի-իոնային մարտկոցների վաճառքի մասին: Էներգիայի խտությունը ավելի ցածր է, քան լիթիումի իոնը, բայց դա ընդունելի է ստացիոնար պահեստավորման համար: Հյուսիսվոլտ շինարարական նատրիումի-իոնների արտադրություն Եվրոպայում:

Լիթիում-ծծումբը տեսականորեն առաջարկում է շատ ավելի բարձր էներգիայի խտություն-մինչև 500 Վտժ/կգ ներկայիս լիթիումի իոնի 250 Վտժ/կգ-ի դիմաց: Բայց ցիկլի կյանքը սարսափելի է եղել, սովորաբար նսեմանում է 50-100 ցիկլից հետո: Հետազոտությունները շարունակվում են։

Լիթիում-օդային (լիթիում-թթվածնային) մարտկոցներն ունեն նույնիսկ ավելի բարձր տեսական սահմաններ-պոտենցիալ 1000 Վտժ/կգ: Բայց դրանք դեռևս լաբորատոր հետաքրքրություններ են՝ հսկայական գործնական մարտահրավերներով:

What Has Lithium Ion Batteries

Առաջիկա 5-10 տարիների ընթացքում գերիշխող կլինի սովորական լիթիումի իոնը: Աճող բարելավումները շարունակում են գալ՝ ավելի լավ կաթոդային նյութեր, սիլիկոնային անոդներ, որոնք փոխարինում են գրաֆիտին (20-40% հզորությամբ հզորություն), արտադրական գործընթացի բարելավումը՝ նվազեցնելով ծախսերը:

Մարտկոցի արժեքը 2010-ից մինչև 2023 թվականը նվազել է մոտ 90%-ով, մոտավորապես 1100 դոլար/կՎտժ-ից մինչև 130 դոլար/կՎտժ EV մարտկոցների համար: Այդ միտումը շարունակվում է՝ մինչև 2030 թվականը հասնելով $80-100/կՎտժ-ի: Այդ գներով EV-ները հասնում են ծախսերի հավասարության՝ առանց սուբսիդավորման գազային մեքենաների հետ:

Կոբալտի նվազեցումը մեծ ուշադրություն է դարձնում: Կոբալտի արդյունահանումն ունի մարդու իրավունքների հետ կապված մտահոգություններ և մատակարարման շղթայի ռիսկեր: Ժամանակակից NMC մարտկոցները օգտագործում են ավելի քիչ կոբալտ, քան հին ձևակերպումները (NMC 811-ը պարունակում է 80% նիկել, 10% մանգան, 10% կոբալտ՝ նախկին 1:1:1 հարաբերակցությամբ): LFP մարտկոցներն ընդհանրապես կոբալտ չեն պարունակում:

Սիլիկոնային անոդները այժմ առևտրայնացվում են: Sila Nanotechnologies-ը սիլիկոնային անոդային նյութեր է մատակարարում բազմաթիվ արտադրողների: Panasonic-ը հայտարարել է սիլիկոնային անոդային մարտկոցների արտադրության համար։ Տեսլան արդեն օգտագործում է որոշակի սիլիցիում իրենց բջիջներում: Սա բարձրացնում է հզորությունը 10-20%-ով՝ առանց մարտկոցի մասին որևէ այլ բան փոխելու:

«Ինչ ունի լիթիումի իոնային մարտկոցներ» հարցը հինգ տարի հետո կունենա ավելի երկար պատասխան։ Էլեկտրական գնվող ապրանքների ավելի շատ կատեգորիաներ: Ավելի շատ ծրագրեր, որտեղ լիթիումի իոնը փոխարինում է հին տեխնոլոգիաները: Տեխնոլոգիան արագ հասունացավ, բայց այն դեռ բարելավվում է:

Հասկանալը, թե որ սարքերն են օգտագործում լիթիումային մարտկոցներ, ավելի կարևոր է, քանի որ մենք դրանցից ավելի շատ ենք կուտակում: Այժմ տնային տնտեսությունների մեծ մասն ունի 20-50 վերալիցքավորվող սարք: Իմանալով, թե ինչ ունեք, ինչպես պահպանել այն և երբ այն փոխարինել, այդ ներդրումներն ավելի երկար են տևում և ավելի լավ են կատարում: