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影响工业叉车锂电池效率的五个关键因素

转载 2020-10-27 16:46 郑州正方科技有限公司 来源: 郑州正方科技有限公司
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在物料搬运行业,生产率和效率是成功的两个重要关键。一天只有这么几个小时,因此只要公司能找到一种在更短的时间内做更多事情的方法,它们就会获得竞争优势。在为物料搬运设备选择叉车电池时,繁忙的经理会问一个问题:叉车锂电池的能源效率如何?您获得的能量总是少于投入的能量-但是,有一些特定的因素会影响这种差异。对于某些操作,尤其是食品加工,3PL和其他多班制应用,锂离子叉车电池可通过降低人工成本和提高生产率来提供更多优势。简而言之,电池效率是相对于电池所能消耗的电量。 

一、电池的能量效率可以通过两种方法来衡量:库仑效率(CE)和电压效率。

CE测量在充电和放电期间电子的转移以及在一个完整周期中损失了多少电子。通常使用库仑计数器进行这些测量。CE越高,电子损耗越低,电池寿命越长。

电压效率是电池充电与放电时的电压差-这种差是由所谓的过电位引起的。 

每个可充电电池都必需以高于放电电压的电压充电-此差异是确定电池效率的关键。

二、影响工业电池效率的五个关键因素以及上述两种测量方法。

1:充电电流

对于锂电池,充电是将电流控制在适当的水平,以较大程度地提高电池的效率和使用寿命。 

原因如下:在充电过程中,电池内部化学成分会发生变化,并且在高电流下充电会恶化这些影响。 

锂原子和电解质堆积在石墨阳极的表面上,形成一层称为固体电解质界面(SEI)的层,该层保护阳极,但随着时间的推移会变厚,如果太厚则会阻碍进入阳极。 

在阴极上会形成类似的锂离子堆积,这会引起电解质氧化并导致热失控。

当充电电流太低时,它会提高电池寿命,但会降低电池容量。这也是时间效率低下的。

叉车锂电池通常设计用于在一个小时内充电,因为效率损失有时不如时间损失重要。

2:充电状态

像叉车这样的电动汽车的电池充电状态与电量计相当-它是在任何给定时刻相对于其容量的充电水平。

在整个放电周期中,随着SoC的下降,电压输出也会逐渐下降。锂离子电池的电压下降速率远低于铅酸电池。

网站放电电压

电池在高温下循环时遇到的容量损失与它们的SoC直接相关-SoC越高,容量损失越严重。 

重要的是要了解电池的SoC,以使其效率较大化。由于放电曲线平坦,因此库仑计数器通常是准确测量和跟踪锂离子SoC的一种方法。大多数系统仅测量输出电压即可估算SoC,但是这种方法可能不准确,并受温度,表面电荷和使用年限的影响。 

3:内部电阻

电池的内阻受许多因素的影响,包括大小,寿命,电流和化学性质。内部电阻越低,电池越容易执行。锂离子电池具较低的内部电阻之一。

在锂离子电池中,阳极上的SEI通过阻止与石墨的相互作用而有助于提高内部电阻。 

SEI层对于电池功能至关重要,因为它可以稳定系统并延长使用寿命,但是随着时间的流逝,其影响会增加内部电阻。 

锂离子电池制造商在电池的电解质中使用添加剂以减少这种影响,并防止SEI膜变得过于严格。 

大多数制造商都对其添加剂配方保密,但碳酸亚乙烯酯是一种常见的碳酸酯,可有效降低使用和使用年限内阻。

4:电池温度

锂离子电池应在32°F至113°F的范围内充电,并在-4 F至131°F的范围内放电。与其他电池相比,它们的充电和放电性能在较高的温度下仍保持良好状态,但更多暴露在高温下,使用寿命会缩短。 

当温度低于41°F时,应减小充电电流。

高温会导致阴极电解质氧化,从而导致容量突然下降。 

在低于冰点的温度下对锂离子电池充电会导致SEI在阳极上堆积,这会损坏电池并降低容量。

5:电池寿命

显然,电池寿命越长,效率就越低-但是电池寿命并不仅仅以年为单位。

通常,锂离子电池可持续2,000-3,000个循环,这比铅酸电池的1,000-1,500个循环的寿命长得多。

电池老化是什么样的?电池将发生不可逆的容量损失。液体电解质会慢慢变干或变成固体,并且在电极上会形成一层锂离子。 

过度充电,深度循环和极端温度都将加速锂离子电池的老化过程。为了较大限度地延长锂离子电池的使用寿命,在中等(室温)温度下充电。

三、什么是叉车有效的电池?

在所有类型的可充电电池中,锂离子电池的CE等级较高,为99%或更高。铅酸电池较低,约为90%,镍基电池则接近80%。这些效率在高充电率时下降。锂离子以1C的充电速率保持接近90%的效率,而铅酸的效率则降至50%以下

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