Особенности удельной энергоёмкости литиевых тяговых батарей

Удельная энергоёмкость считается ключевым показателем работоспособности аккумулятора. Она отражает объём энергии, который способен хранить тяговый источник питания относительно своего веса. Чем выше удельная энергоёмкость аккумулятора, тем дольше период его работы. Ещё удельную энергоёмкость называют гравиметрической плотностью энергии. Эта характеристика позволяет не только продлить период эксплуатации техники, но и способна снизить массу АКБ.

Удельная энергоёмкость разных типов популярных аккумуляторов:

• никель-кадмиевые — 45–65 Вт⋅ч/кг
• никель-металлгидридные — 60–72 Вт⋅ч/кг
• свинцово-кислотные — 30–50 Вт⋅ч/кг
• литий-ионные — 50–260 Вт⋅ч/кг

Плотность энергии литиевых тяговых АКБ

Современные литий-ионные батареи устроены почти одинаково. Они состоят из катода с подложкой из алюминия, анода из углерода или графита с медной подложкой, сепаратора и литиевого электролита. Несмотря на это, аккумуляторы имеют отличную друг от друга плотность энергии.

К примеру, литий-титанатные батареи (LTO) считаются наиболее безопасными и долговечными. При этом их удельная энергоёмкость невысока. Наличие титаната натрия обеспечивает ускоренное передвижение электронов из анода, поэтому такие батареи быстро заряжаются и способны выдержать большую величину тока. Их используют в электромобилях, а также промышленных и мобильных медицинских приборах.

Более высокую энергоёмкость демонстрируют литий-кобальт-оксидные тяговые батареи (LCO). Показатель достигает 200 Втч/кг. Такие аккумуляторные батареи оптимальны для смартфонов, планшетов или ноутбуков. Ещё LCO начали использовать в электромобилях. Однако такие батареи слишком восприимчивы к большим токам из-за вероятности перегрева. К тому же в составе аккумуляторов присутствует дорогостоящий кобальт, запасы которого постоянно снижаются.

Энергоёмкостью до 220 Вт-ч/кг обладают литий-никель-марганец-кобальт-оксидные источники питания (NMC). Совокупность элементов улучшает стабильность катода. При этом стоимость таких батарей ниже, чем LCO, за счёт содержания недорогого никеля. Ещё одно преимущество — устойчивость к высокой температуре и напряжению. На современных NMC аккумуляторах работают электрокары и велосипеды, а также различные медицинские устройства.

Для литий-железо-фосфатных батарей (LFP) характерно среднее значение удельной энергоёмкости: оно ниже, чем у LCO и NMC. Зато такие аккумуляторы наиболее стабильны в работе и способны выдерживать интенсивные нагрузки. Именно поэтому литий-железо-фосфатные тяговые батареи широко используются для вилочных погрузчиков, штабелёров и другой складской техники. Также эти АКБ успешно заменяют на рынке устаревшие свинцово-кислотные источники энергии.

На что ориентироваться при выборе литиевых аккумуляторов

Каждый тип литиевых тяговых батарей подходит для выполнения определённых задач. Поэтому при выборе аккумулятора следует учитывать не только удельную энергоёмкость, но и другие характеристики, которые будут оптимальны для работы в тех или иных условиях. В частности, если вы выбираете батарею для погрузочной техники, то лучше остановиться на LFP, поскольку она гарантирует не только безопасную эксплуатацию, но и высокую эффективность.