Технологии аккумуляторных батарей развиваются и захватывают мир штурмом, предлагая множество возможностей для машин и устройств, которые помогают «гудеть» нашей глобальной инфраструктуре. Но поскольку технология совершенствуется и появляется множество вариантов, как сделать выбор между традиционными свинцово-кислотными батареями и новым литий-ионным аккумулятором?
Претенденты
Свинцово-кислотные батареи уже давно занимают самую большую долю рынка аккумуляторных батарей благодаря низкой стоимости, надежности и отсутствию альтернатив. Они популярны для приложений, в которых вес и пространство не являются серьезной проблемой. Свинцово-кислотный аккумулятор имеет положительную и долгую историю использования. Но свинцово-кислотные батареи также имеют самые низкие соотношения энергии к объему и энергии к весу среди вторичных батарей. Они также довольно требовательны с точки зрения ежедневного профилактического обслуживания и строгих графиков зарядки. Пренебрежение этой строгой рутиной значительно сокращает срок службы свинцово-кислотных батарей.
Основным минусом литий-ионных аккумуляторов была стоимость, так как первоначальные затраты на покупку обычно значительно выше, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов. Но, несмотря на более высокую стоимость, литий-ионные аккумуляторы имеют удвоенный срок службы, по сравнению с его свинцово-кислотным аналогом, и самые высокие соотношения энергии к объему и энергии к весу среди вторичных батарей. Это приводит к увеличению энергии и веса в меньшем пространстве.
Пока литий-ионные аккумуляторы стоят дороже, чем свинцово-кислотные, экономичность переключения типов аккумуляторов зависит от того, насколько они используются и, следовательно, от времени простоя и технического обслуживания, которое им требуется. Операции, в которых переход на литий-ионный аккумулятор обеспечивают снижение общей стоимости владения на 20–40%, включают операции с парком вилочных погрузчиков, охватывающих несколько смен.
В таких компаниях для литий-ионных батарей требуется меньше времени и места для зарядки и обслуживания, чем для свинцово-кислотных батарей. Литий-ионные аккумуляторы предлагают лучшие варианты зарядки, поэтому вилочные погрузчики можно быстро перезарядить, по крайней мере, частично, во время коротких перерывов и простоев, прежде чем вернуться к работе. Именно здесь компании начинают видеть значительную экономию от своих больших инвестиций.
Аккумуляторы на складе
Одна компания, которая использует вилочные погрузчики, Standard Distributing Co. Inc., обнаружила, что места для зарядки и обслуживания свинцово-кислотных аккумуляторов было трудно содержать в чистоте. Кроме того, отключение батарей в течение восьми часов зарядки и восьми часов охлаждения «удовольствие» достаточно дорогое, но обязательное для свинцово-кислотных аккумуляторов.
Для сравнения, литий-ионная батарея может быть заряжена от нуля до полной мощности менее чем за два часа, и эффект памяти отсутствует, поэтому возможна относительно быстрая перезарядка аккумулятора.
Свинцово-кислотные батареи могут серьезно деградировать, если их заряжать слишком часто. Литий-ионные аккумуляторы остаются в отличном состоянии независимо от того, как часто они перезаряжаются или какова глубина разряда.
В апреле 2019 года с помощью компании Eastern Lift Truck Co. компания Standard Distributing пришла к выводу, что 12 вилочных погрузчиков, работающих на литий-ионных батареях, могут выполнять ту же работу, что и 17 вилочных погрузчиков, работающих на свинцово-кислотных аккумуляторах, благодаря разности в подходах зарядки.
Основным недостатком свинцово-кислотных аккумуляторов является то, что они требуют обширного ежедневного обслуживания в виде отслеживания уровня электролита каждую смену. Это увеличивает трудозатраты. Для сравнения, литий-ионные аккумуляторы не требуют ежедневного обслуживания.
Экономия времени на обслуживание позволяет работникам сосредоточиться на других задачах бизнеса. Отказ от ежедневного технического обслуживания, а также необходимость восьмичасовой зарядки и восьмичасового охлаждения также экономят складские площади. Для свинцово-кислотных батарей требуется специальное помещение, где они заряжаются и хранятся. Во время зарядки они выделяют опасные вещества (водород и серные газы), поэтому помещение должно хорошо проветриваться и соблюдаться температурный режим.
Зарядные устройства для литий-ионных аккумуляторов можно размещать по всему объекту для кратковременной или длительной зарядки. После перехода на литий-ионные аккумуляторы Standard Distributing обнаружила, что площадь, отведенную для зарядки и обслуживания свинцово-кислотных аккумуляторов, может быть восстановлена под цели бизнеса; поддержание чистоты в месте заряда, что ранее было проблемой для объекта, больше не является сложной задачей.
Плотность и емкость
Емкость аккумуляторов определяет время их работы, а именно ток, который батарея может обеспечить до тех пор, пока она не будет полностью разряжена. Плотность мощности, с другой стороны, определяет максимальную скорость разряда батареи. Некоторые аккумуляторы требуют более низких скоростей разряда, но те, которые призваны обеспечить пиковые значения мощности, требуют большей удельной мощности.
Долговечность аккумулятора в течение его жизненного цикла определяет его стабильность благодаря повторяющимся циклам заряда и разряда. Некоторые пользователи литий-ионных аккумуляторов отмечают, что они могут заменить свинцово-кислотные аккумуляторы на литий-ионные с емкостью не менее 60% от той же емкости. Это связано с тем, что максимальный разряд свинцово-кислотных аккумуляторов составляет 80%, а максимальный разряд литий-ионных аккумуляторов составляет 100%; они могут быть разряжены до нуля.
В дополнение к этому несоответствию, безопасная быстрая или частичная перезарядка литий-ионных аккумуляторов быстро сократит срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов.
Зеленые операции
Литий-ионные аккумуляторы предлагают способ создания более экологически чистых складов. Это связано с тем, что литий-ионные аккумуляторы на 30% более энергоэффективны, чем их свинцово-кислотные альтернативы, что снижает затраты и углеродные следы. Литий-ионные аккумуляторы не содержат токсичных веществ и не выделяют вредных газов, что делает их более безопасными для окружающей среды, склада и его работников.
Такие соображения имеют первостепенное значение в Standard Distributing, где наличие чистого и эффективного склада имеет важное значение как для напитков, с которыми он работает, так и для зеленой политики компании. Это также означает большую экономию, используя всего 12 погрузчиков вместо 17.
Новые погрузчики компании, работающие на литиевых аккумуляторах, также обеспечивают более безопасные условия труда. Рабочим больше не нужно снимать тяжелые батареи, чтобы заменить их на недавно заряженные; разлитый электролит больше не представляет опасности, и рабочие больше не вдыхают пары токсичных газов во время зарядки.
Кроме того, при использовании литий-ионных аккумуляторов в вилочных погрузчиках аккумуляторы не нужно утилизировать так часто. Например, OneCharge собирает литий-ионные аккумуляторы, которые были отправлены клиентами по окончании срока их службы, разбирает их, перерабатывает металлические корпуса, утилизирует электронику и отправляет литий-элементы обратно производителю для повторного использования или правильной утилизации.
При выборе аккумуляторов для электропогрузчиков необходимо учитывать много моментов. Однако во многих случаях чистая и эффективная работа, обеспечиваемая литий-ионной технологией, может быть ответом для предприятий, занимающихся погрузочно-разгрузочными работами, поскольку они улучшают производительность своих вилочных погрузчиков и увеличивают итоговую прибыль.
