锂离子电池与铅酸电池:它们是什么?

锂离子电池与铅酸电池:它们是什么?

铅酸电池

虽然听起来像是90年代的金属加工小组的名字,但铅酸电池已经存在近200年了。由法国医生加斯顿·普朗蒂于1859年发明的铅酸电池是第一个为商业用途设计的可充电电池。别担心,你所面对的铅酸电池技术跟那些在巴黎火车车厢里保养车灯的人不一样。多年来,这些电池有许多改进和改进。

铅酸电池内有四个主要部件:海绵状铅阳极、过氧化氢铅阴极、吸收玻璃垫分离器和一种硫酸和水混合的电解质溶液(电池内有数百个这样的电池)。由于大量的化学反应,溶液中的硫酸分解成硫酸盐和氢原子。氢留在溶液中,它与一些氧气结合成水。然而,硫酸盐会被铅所吸引,所以它会指向阳极或阴极,以最接近的位置为准。这种相互作用产生了硫酸铅,它在阳极和阴极周围形成。

与此同时,海绵铅阳极的反应释放出一整束电子。当这些新发射的电子聚集在阳极上时,他们注意到阴极上什么也没有发生。他们想解决这个问题,但却没有办法穿过阴极。然而,如果我们在阳极和阴极之间提供一个电路,电子就会在机会的时候跳起来,并把它预订到阴极上,在他们的旅程中提供能量(电)。

铅板的尺寸和电解质溶液的数量决定了这一过程的持续时间。最终,这种反应所需的化学物质用完,电池就会失去充电。然而,当电供应到阴极(通过将其插入充电器),过程逆转,充电电池。

锂离子电池

1991年,经过近20年的研究和开发,第一批商用锂离子电池被释放出来。然而,叉车只使用了十多年。今天,你不可能不靠近锂离子电池就走两英尺路(如果你在手机上看到这个,你现在就在一个附近)。

锂离子电池的内部听起来很熟悉:阳极、阴极、分离器和电解质溶液。然而,在这种情况下,阳极是由藏在碳石墨内部的锂(在分子水平上,碳石墨非常适合这个任务),阴极是由钴制成的。

锂很奇怪。它有一个最外层的电子,它无法很快摆脱。因此,当有机会出现时,就像一个把阳极和阴极连接起来的电路,锂原子就会从碳电池里跳出来,像毕业典礼一样扔掉电子。然后,电子在电路上流动,为叉车供电,而锂原子,现在的锂离子,懒洋洋地漂浮在电解质溶液到阴极。

最终,大多数锂从阳极中冒出来,脱落,电池失去动力。此时,有必要将其连接到充电器上,以逆转过程,并为电池充电。

铅酸对锂: 充电的

铅酸电池

当铅酸电池接近20%的充电时,它被称为"红色区域"。你不希望铅酸电池击中红区。因此,电池充电在20%到30%之间提供了电池寿命、性能和停机时间的理想平衡。

给一个铅酸叉车电池充满电大约需要8个小时。最大限度地利用你的 叉车电池利用率 ,尽量遵循"8-8-8规则",也被称为常规充电: 

• 八小时行动。
• 充电8小时。
• 八小时后冷却。

铅酸电池需要冷却,因为充电会产生大量热量。当电池还热的时候使用它会损坏它.

另外,铅酸叉车电池虽然经常在极端温度下工作,但它们的充电环境必须通风良好,温度必须得到相对的控制。极端冷的温度会影响电池,但热是常见的罪魁祸首。在华氏90度左右的温度下充电会损坏电池,缩短电池寿命。

在从充电器中取出铅酸电池之前,一定要给它充电。电池的充电量有限,约为1500次(约五年寿命)。铅酸电池无法区分一半和全部电荷。所以,每项收费,即使是80%到100%的收费,都要使用1500项收费中的一项。

最后,千万不要让铅酸电池的充电降到0%。记得那些导致硫酸铅建立在阳极和阴极上的化学反应吗?当电池的功率下降到20%以下时,这种暂时性的积累会变成永久性的(即硫酸盐),这会损坏电池,大大缩短电池的寿命。

锂离子电池

锂离子电池具有快速充电能力,被称为"快速充电"。"这一方法采用了 高频电池充电器 .大多数高质量的锂离子电池可以在大约一小时内从0到100%充电。不需要冷却时间。

有些锂电池运行最好,当保持在可能的最高充电时,寿命更长。这些电池利用一种被称为"机会充电"的技术。"机会收费允许 叉车操作员 方便的时候给叉车充电,例如在午餐休息时。机会充电的一个好规则是,如果卡车会坐超过15分钟,插上电源。同样,冷却也是不需要的。

锂离子电池的效率测量不同于铅酸电池。锂离子电池利用充电周期。一个充电周期是电池要用多长时间才能完全排干。然而,这并不意味着电池必须作为充电周期运行。想象一下,有一天你用了电池容量的75%来充电。当你第二天使用25%的电池充电时,你已经使用了一个充电周期。大多数叉车锂离子电池的充电周期在2500-3000之间。

锂离子电池在极端的温度下操作和充电会损坏,但它们不像铅酸电池那么敏感。温度需要达到华氏125度左右才能影响电池。

锂电池与铅酸电池:维修

铅酸电池

除了精确的充电时间表外,铅酸电池还需要每周(或更经常)进行维护。

第一个是 给电池加水 .还记得铅酸电池的电池是如何被一种由硫酸和水混合的电解质溶液充满的吗?当电池充电和放电时,水会蒸发,从而降低电解质水平。硫酸不蒸发,所以它的水平保持不变。

蒸馏水必须大约每五天添加一次,以避免电池损坏。电解质溶液应该比铅版高出半英寸至四分之三英寸。如果液体在那下面,就需要加满水。

另一个日常维护是电池均衡。不管你对电池的管理有多小心,硫酸铅都要放在盘子上。此外,电解质溶液中的硫酸分布不均,造成电池电池的波动。

使用一个特殊的充电器使电池的电压比建议充电高10%。这种较高的电压使酸产生气泡,并与水混合均匀.它还会将硫酸铅从电池板上打掉,从而将其分解成部件,再次对电池有用。对于每天都使用的铅酸电池,大多数制造商建议每周将其平衡一次。

锂离子电池

维持 锂离子电池 比铅酸电池容易一点。因为锂电池里没有液体,所以不需要喝水。此外,电池还有软件来确保它保持平衡和均衡。

然而,电池的软件需要定期更新,并且必须每六个月检查一次电池的磨损情况。

锂对铅酸:拥有成本

铅酸电池

铅酸电池的前期成本远低于锂离子电池。根据类型、尺寸和使用情况,铅酸叉车电池的价值从5000美元到12000美元不等。虽然这是一个很大的差距,但即使是最昂贵的铅酸电池也比最便宜的锂离子电池便宜。

然而,辅助成本可能会使锂离子电池的成本比锂离子更昂贵。例如,铅酸有许多劳动密集型的维护任务,包括充电、浇注和平衡电池的时间。另外,在每个班次结束时,多班次的企业必须用低电池来换新充电的电池。由于铅酸电池通常重超过一吨,这项任务需要特殊的设备。

当你考虑到这些维护任务的累计时间时,它会增加铅酸电池的整体成本。

锂离子电池

如前所述, 锂离子叉车电池 比铅酸电池贵。依类型、尺寸和用法而定, 锂离子叉车电池 从17500美元到25000美元不等。然而,随着这些电池越来越普及和使用,其成本可能会大幅下降。因为他们的快速充电能力和相对容易的维护, 锂离子叉车电池 长期成本不会增加那么多。例如,一个使用叉车运行多个班次的企业,如果充分利用机会充电,可以使用相同的电池。

所以,锂离子与铅酸电池,前者对你更好,或有其他的解决方案,如 氢燃料电池 电池?最终,答案取决于你如何利用叉车舰队。你是否运行一个单班操作,有足够的时间充电和休息你的电池?使用铅酸电池可能更具成本效益。然而,如果你有多个换档操作同一叉车,使用锂离子电池可能会更有效。

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