Article de blog de One Charge:
Les récents tests de dégradation indépendants des batteries au lithium commerciales révèlent une grande surprise! Contrairement aux affirmations de nombreux fabricants de batteries au lithium NMC, la chimie LFP est supérieure à celle de NMC - elle est plus sûre, offre une durée de vie plus longue et est généralement moins chère que NMC, NCA.
De tous les différents types de batteries lithium-ion, deux apparaissent comme les meilleurs choix pour les chariots élévateurs et autres chariots élévateurs: phosphate de lithium ferrum, ou Phosphate de fer au lithium (LFP) et oxyde de lithium-nickel manganèse-cobalt (NMC). La chimie de la batterie LFP existe depuis le plus longtemps. NMC est une technologie relativement nouvelle. Cependant, cela ne se traduit pas toujours par une technologie universellement meilleure. Dans les véhicules électriques (VE), tels que les voitures et les camions, c'est souvent le choix préféré en raison du poids global inférieur et de la densité d'énergie par kilogramme plus élevée. Cependant, dans l'environnement d'entreposage, où des températures ambiantes extrêmes sont possibles et où le poids n'est pas le problème, le Batterie LFP est répandu et, à l'inverse, peut être un choix plus favorable. Par défaut, la durée de vie utile des chimies NMC et LFP peut varier entre 3,000 5,000 et 7,000 20 cycles. Cependant, avec la charge d'opportunité, cela peut être considérablement augmenté, jusqu'à XNUMX XNUMX cycles. Alors que le plomb-acide ne doit pas être chargé jusqu'à ce qu'il soit épuisé à XNUMX% de la capacité de la batterie, les batteries au lithium-ion prospèrent grâce à ce qu'elles appellent la charge d'opportunité. Bien que les deux types (LFP et NMC) fonctionnent de la même manière, il existe certaines différences.
Selon un article de 2020 du Journal of the Electrochemical Society (Degradation of Commercial Lithium-Ion Cells as a Function of Chemistry and Cycling Conditions), Les batteries LFP ont une durée de vie plus longue que les NMC. Ces données contredisent la notion largement répandue selon laquelle les cellules NMC sont plus durables et ont une durée de vie plus longue. Ces tests ont été publiés pour la première fois en septembre 2020 mais ont atteint les sections d'actualités de publications de remise de matériel Seulement récemment. Les auteurs de l'article donnent une explication possible - les données sur les cellules réelles disponibles dans le commerce peuvent varier avec le changement de processus de fabrication, même subtile. Dans des conditions de test strictes, les piles au lithium disponibles dans le commerce des deux types ont été déchargées à plusieurs reprises et chargées de 0% à 100%. Le résultat? Selon l'article, «les cellules LFP présentent des durées de vie de cycle considérablement plus longues dans les conditions examinées.» Les tests ont été effectués dans les laboratoires nationaux de Sandia dans le cadre d'un effort plus large visant à déterminer et à caractériser la sécurité et la fiabilité des cellules Li-ion commerciales. L'étude a examiné l'influence de la température, de la profondeur de décharge (DOD) et du courant de décharge sur la dégradation à long terme des cellules commerciales. La chimie LFP est supérieure à celle du NMC La chimie LFP est supérieure à celle du NMC Toutes les cellules ont été chargées et déchargées à un taux de 0.5 C ou la quantité de décharge qui épuisera la pleine capacité d'une batterie en deux heures. Dans la représentation graphique affichée (tirée du document technique 2020 du Journal), vous pouvez facilement voir que la rétention de la capacité de décharge de la batterie au lithium LFP (points de données bleus) dépassait de loin la rétention de la batterie NMC (indiquée par les points de données noirs) pour chaque cycle de cycle de charge / décharge. Le graphique indique que le NMC se dégrade presque deux fois plus rapidement que le LFP, montrant les performances globales supérieures des cellules LFP. Les tests ont montré que les LFP avaient un meilleur RTE (efficacité aller-retour) que les NMC, calculé en divisant l'énergie de décharge par l'énergie de charge. Ce calcul montre que le LFP est le choix le plus efficace et le plus économique. La batterie au lithium-nickel-cobalt à l'oxyde d'aluminium, ou NCA, faisait également partie de cette expérience et avait des performances similaires ou pires que NMC. Nous ne nous concentrons pas sur NCA dans cet article car il n'est pas courant dans l'utilisation commerciale des batteries au lithium pour la manutention de matériaux, principalement en raison de problèmes de sécurité et de coût. Les cellules NMC et NCA ont démontré une forte dépendance à la profondeur de décharge, avec une plus grande sensibilité au cycle complet de la plage SOC par rapport aux cellules LFP. Les cellules LFP avaient la durée de vie de cycle la plus élevée dans toutes les conditions, mais cet écart de performance était réduit lorsque les cellules étaient comparées en fonction du débit d'énergie de décharge.
Il existe une autre différence majeure entre le LFP et le NMC, souvent utilisé comme argument de vente dans la manutention. Batteries au lithium-ion NMC sont parfois chargés à un taux plus élevé et plus rapide, souvent comparé au LFP en utilisant un cycle de charge de 0 à 100%. Cependant, il y a un compromis. Pour ce faire, les câbles et les connecteurs doivent être renforcés car la température générée par le processus est plus élevée. De plus, les cellules individuelles doivent être isolées les unes des autres pour contenir et dissiper la chaleur. Cela se fait généralement à l'aide de boucliers en céramique, ce qui augmente le coût de l'unité de batterie. Batteries lithium-ion LFP chargez normalement à un taux inférieur, souvent jusqu'à un taux de 1.5 ° C. Ils peuvent cependant être équipés de prises doubles, ce qui double le taux de charge, tout en maintenant une température de charge plus basse. La consommation de courant pendant le processus de charge est globalement plus faible, ce qui peut se traduire par une charge plus sûre. En réalité, le taux de charge plus élevé du NMC n'est pas un problème. Avec l'utilisation de la recharge d'opportunité (qui profite aux batteries au lithium), la batterie ne doit jamais se décharger complètement. Par conséquent, la charge d'une batterie complètement déchargée à une batterie complètement chargée sera rarement, voire jamais, rencontrée. Les plats à emporter sont simples. Même s'il peut être promu que le taux de charge plus élevé pour NMC est possible, il n'y a pas d'augmentation mesurable de gain de temps ni de diminution des temps d'arrêt pour valider la nécessité de taux de charge supérieurs à 1 C.
Bien que les cellules NMC soient souvent présentées comme une technologie plus récente et plus avancée, elles comportent d'autres écueils importants. Le point d'éclair (la température à laquelle un produit chimique s'enflammera) est nettement inférieur à la LFP. Le point d'éclair pour NMC est de 419 degrés Fahrenheit, tandis que le point d'éclair de LFP est aussi élevé que 518 degrés. En d'autres termes, le NMC est plus susceptible de s'enflammer et de brûler dans les bonnes conditions. Par exemple, un taux de charge élevé contribue à l'emballement thermique, aux dommages potentiels par la chaleur et est plus répandu dans le bloc-batterie NMC que dans le LFP. La technologie et la chimie du NMC le font chauffer plus pendant l'utilisation et la charge, ce qui nécessite plus de mesures de dissipation thermique. Les carreaux de céramique sont utilisés pour séparer les cellules d'une batterie NMC pour le contrôle de la chaleur. Cette mesure n'est pas nécessaire dans la technologie de la chimie LFP. Alors que le NMC est une technologie avec des taux de charge potentiellement plus rapides et une tension nominale par cellule légèrement plus élevée (3.7 V par rapport à 3.2 V du LFP), il n'y a pas d'avantages distincts pour justifier le prix d'achat plus élevé. Alors que le prix exact fluctue avec le marché, une batterie NMC coûte entre 30% et 50% de plus. La chimie LFP est en fait une technologie plus sûre et fonctionnera bien, et même surpassera, le NMC plus cher. La batterie LFP surpasse l'ancienne batterie au plomb, moins sûre et moins efficace. Il en va de même pour le NMC. Mais, lorsque le coût total de possession des batteries de chariot élévateur est un facteur déterminant, LFP peut être le meilleur choix.
Nous ne pouvons pas ignorer la comparaison inévitable avec la chimie du plomb-acide dans cet article, car il s'agit toujours d'une technologie répandue dans le monde des chariots élévateurs. Les cellules plomb-acide sont des cellules humides. L'énergie électrique est générée par des produits chimiques liquides, interagissant avec le plomb. Le plomb est transformé en sulfate de plomb par réaction chimique avec l'acide. Lorsqu'ils sont connectés à une charge (le chariot élévateur), les électrons la traversent, équilibrant les électrons. En termes simples, la batterie est «déchargée». La recharge de la batterie inverse le processus. Bien que les batteries au plomb-acide existent depuis le plus longtemps, il existe des écueils inhérents. Par exemple, ils ont un nombre limité de cycles de charge, environ 1,500. Cependant, cela signifie également qu'un cycle est épuisé chaque fois que vous chargez la batterie. Idéalement, la batterie doit être chargée lorsqu'elle est épuisée entre 20 et 30% de charge restante pour éviter une perte de capacité. Une charge lorsque la capacité est inférieure à 20% peut endommager à la fois la batterie et l'ascenseur. Chargez plus souvent, disons au-dessus de 60%, et vous gaspillez des frais. La durée de vie de la batterie sera raccourcie. Les processus de chargement / déchargement dégagent également des gaz toxiques et inflammables. Cela rend le plomb-acide dangereux, à la fois pendant le fonctionnement et la charge. Les batteries au plomb nécessitent également une maintenance intensive. Si les niveaux d'eau ne sont pas surveillés et maintenus correctement - niveaux élevés et faibles - la durée de vie de la batterie est raccourcie et des conditions dangereuses peuvent survenir. Enfin, pour entretenir correctement ces batteries, vous devez suivre la règle 8-8-8: huit heures d'utilisation, huit heures de charge, huit heures de la période de refroidissement, encore une fois, pour éviter la perte de capacité de la batterie due à la dégradation. mécanisme de cette technologie. Cela signifie que la batterie ne peut être utilisée que pendant un quart de travail complet en 24 heures. Et cela signifie que vous devez disposer d'une batterie de secours supplémentaire à remplacer pour chaque quart de travail. Par rapport aux batteries plomb-acide, les batteries Li-ion NMC et LFP ont une durée de vie globale plus longue et un nombre de cycles de décharge de charge nettement plus élevé. Contrairement au plomb-acide, la chimie du lithium-ion se développe avec des charges fréquentes. Leur durée de vie utile est augmentée par la recharge d'opportunité pendant les pauses et les déjeuners. De plus, la maintenance de la batterie est minime par rapport à la batterie au plomb-acide. Vous n'avez pas besoin de surveiller les niveaux d'électrolyte car ils sont inexistants. Et la ventilation de la salle des batteries n'est pas nécessaire car il n'y a pas de gazage dangereux pendant le processus de charge. La plupart de la surveillance de l'état est effectuée par la batterie elle-même à l'aide de l'électronique avancée de son système de gestion de batterie.
En choisissant la bonne batterie pour votre opération, ne vous fiez pas au seul coût initial. Tenez compte du coût global de possession pendant la durée de vie de la batterie. Le fonctionnement plus sûr et la longévité de la chimie lithium-ion doivent être pris en compte. Une batterie avec chimie lithium-ion est plus logique, à la fois du point de vue de l'efficacité opérationnelle et du facteur de sécurité accru. Même dans ce cas, ne prenez pas la décision rapidement, sans peser le pour et le contre des compositions chimiques des batteries NMC et LFP.
● NMC est un excellent choix pour les véhicules électriques. Mais le prix ne vaut peut-être pas la peine pour l'utilisation d'un chariot élévateur et d'un PIT (camion industriel motorisé). Dans l'ensemble, il n'y a pas d'augmentation significative des performances et la technologie LFP démontre une dégradation plus lente de la batterie et une durée de vie plus longue lorsqu'elle est manipulée correctement.
● Alors que certaines batteries NMC peuvent offrir un taux de charge plus rapide (peut-être jusqu'à 3 C), ce n'est pas nécessairement une exigence en raison de la charge d'opportunité. Vous chargez rarement une batterie de 0 à 100%.
Les batteries LFP se chargent à un taux inférieur, mais le taux peut être augmenté facilement si c'est une exigence.
● Contrairement à la perception actuelle, les données montrent que les cellules LFP ont la durée de vie de cycle la plus élevée dans toutes les conditions.
● Les deux types de lithium-ion sont beaucoup plus sûrs que les anciennes technologies au plomb-acide. Cependant, le point d'éclair plus bas du NMC (419 degrés Fahrenheit) augmente la possibilité d'un risque d'incendie, en particulier au taux de charge élevé.
Lithium BSLBATT est l'un des plus grands développeurs, fabricants et intégrateurs de batteries lithium-ion pour chariots élévateurs en Chine. L'entreprise vend de grandes quantités de batteries industrielles pour divers équipements. Il collabore avec succès avec plusieurs leaders du marché OEM. BSLBATT Lithium est un «ambassadeur du changement» pour la mise en œuvre internationale de la nouvelle technologie. L'entreprise investit en permanence dans le développement technologique. Il a exploré de nouvelles compositions chimiques qui pourraient réduire davantage le coût du produit tout en améliorant les performances afin de continuer à remplacer les batteries au plomb-acide traditionnelles. Les systèmes de batteries de chariots élévateurs au lithium BSLBATT sont construits avec des cellules LFP, qui sont devenues la référence en matière de fiabilité, de longévité et de sécurité. Pour plus d'informations sur la manière de s'associer à BSLBATT Lithium, veuillez contacter Haley Ning par e-mail à enquête@bsl-battery.com ou appelez-le au (86) 752-2819-469. Pour plus d'informations sur BSLBATT Lithium., Veuillez visiter www.lithiumforkliftbattery.com/about-us.html
