Lithium -batteri -applikationer - støvsugere og elværktøj

1. Introduktion: stigningen af ​​lithiumbatterier i trådløse enheder

2. den trådløse revolution i støvsugere

3. Batteriteknologiudvikling

• Nickel - cadmiumbatterier (NICD): Tidlige begrænsninger
• Nickel - Metal Hydride (NIMH): Overgangsfase
• Lithium - ionbatterier (Li - ion): Industristandarden

4. typer lithium - ionbatterier i applikationer

• Cylindriske lithiumbatterier (18650, 21700 osv.)
• Prismatiske lithiumbatterier
• Blød - pakke (polymer) lithiumbatterier

5. Sikkerheds- og batteristyringssystem (BMS)

• Hvorfor BMS er "værge" af lithiumbatterier
• Nøglebeskyttelsesfunktioner (overopladning, over - decharge, overstrøm, temperatur)
• Rolle afBMS Tester MachineAt sikre sikkerhed og ydeevne

6. Industrien tendenser

7. Konklusion

Da den trådløse tendens fejer over hjemmeapparatet og værktøjssektorerne, er lithiumbatterier blevet den grundlæggende strømkilde, der understøtter produktydelsen. Fra de tidlige dage med "opladning i 10 timer og brug i 5 minutter" til dagens lange - varig batterilevetid på op til 60 minutter, har teknologiske gennembrud i lithiumbatterier ikke kun omformet brugeroplevelsen af ​​støvsugere og elleværktøjer, men også drevet et paradigmeskifte i hele industrien.

Den "trådløse revolution" i støvsugere

Høj - Speed ​​Digital Motors forbruger betydelig energi. Uden høje - Lithium -batterier af høj kvalitet og et batteristyringssystem (BMS), ville den "trådløse fordel" af trådløse støvsugere være umulig. The Dyson V10, equipped with a 7-cell, 525-watt lithium-ion battery pack, coupled with upgraded electronics and a BMS, achieves a versatile battery life of 8 minutes of deep cleaning in Max mode, 30 minutes of daily cleaning in Standard mode, and 60 minutes of extended cleaning in Endurance mode, eliminating the Besvær med skiftende batterier midt i rene. Mange mennesker fokuserer på cyklonisk teknologi og højhastighedsmotorer med udsigt over lithiumbatteriers afgørende rolle. Uden deres udbredte vedtagelse ville æraen med trådløse støvsugere have været forsinket med mindst flere år.

Før lithiumbatterier blev mainstream, oplevede støvsugere og elværktøjer to bølger af batteriteknologi, der hver især adresserede smerterne i den forrige generation:

1. Nikkel - cadmiumbatterier(NICD): Et tidligt "nødvendigt valg"

Som den tidligste type batteri, der blev brugt, havde nikkel - cadmiumbatterier åbenlyse mangler: lille kapacitet, lange opladningstider og kort batterilevetid. "Gebyr i 10 timer, brug i 5 minutter" var et almindeligt tema. Vigtigere er det, at de led af en alvorlig hukommelseseffekt (ufuldstændig udladning medfører en reduktion i batteriets levetid) og var meget forurenende for miljøet. Fra 1. januar 2016 forbød Den Europæiske Union officielt deres anvendelse i elværktøjer og små apparater, og nikkel - Cadmium -batterier forsvandt gradvist fra markedet.

2. Nikkel - metalhydrid(NIMH): En "forbedret version" i overgangsfasen.

Sammenlignet med nikkel - cadmium -batterier tilbyder nikkel - metalhydridbatterier højere kapacitet, lavere hukommelseseffekt og mindre miljøforurening. På trods af en prisstigning blev de hurtigt mainstream på markedet og banede vejen for den indledende popularisering af trådløse produkter.

3. Lithium - ionbatterier(Li - ion): Dagens "absolutte arbejdshest."

Fremkomsten af ​​lithium - ionbatterier har revolutioneret industrilandskabet. De tilbyder tre kernefordele: en energitæthed 1,5 - 2 gange den for nikkel - metalhydridbatterier, ingen hukommelseseffekt og lavt selv - decharge, hvilket gør dem til et perfekt match til de høje energikrav fra højhastighedsmotorer. Deres driftsprincip er afhængig af bevægelsen af ​​lithiumioner mellem en positiv elektrode (almindelige materialer inkluderer lithiumkoboltoxid licoo2 og lithium manganoxid limn2O4) og en negativ elektrode.

Cylindriske lithiumbatterier:Opfundet af Sony i Japan i 1992 tilbyder de stabil kvalitet, høj sikkerhed og stærk skalerbarhed. Almindelige modeller inkluderer 14650, 17490, 18650 og 21700. Tesla Model 3 brugte Panasonics batteri fra 18650 (senere opgraderet til 21700). 18650 (et cylindrisk batteri med en 18 mm diameter og 65 mm længde) er det mest anvendte batteri i støvsugere og kraftværktøjer. I 2016 solgte Sony imidlertid sin Lithium Battery Business til Murata Manufacturing Co., Ltd. i Japan, som også erhvervede Sonys Lithium Battery -klienter, herunder Dyson.

Prismatiske lithiumbatterier:Disse er typisk pakket i aluminiums- eller ståltilfælde. De har en simpel struktur og høj energitæthed (ca. 205Wh/kg for en 50Ah -celle). De kan også prale af en systemmonteringsrate på 70% (højere end 60% for 18650 batterier), store celler og bedre konsistens. På grund af deres høje grad af tilpasning og den store række modeller er standardiserede fremstillingsprocesser imidlertid vanskelige.

Blød - Pak lithiumbatterier(Polymer Lithium -batterier): Disse batterier har et ydre lag med polymer og giver fremragende sikkerhed (problemer kun forårsager svulmende og revner, ikke eksplosion). De er lette og har høj kapacitet, hvilket gør dem vidt brugt i mobiltelefoner. Imidlertid har dens dårlige konsistens, høje omkostninger og tendens til at lække ført til dens begrænsede anvendelse i støvsugere og elværktøj.

Selvom lithiumbatterier tilbyder fremragende ydelse, har de risikoen for eksplosion. Eksplosionen af ​​et enkelt lithium - ionbatteri er allerede betydningsfuldt, og konsekvenserne af flere batterier samtidigt korte - omslutning og eksploderende er endnu mere ødelæggende. Selv importerede batterikeller fra mærker som Panasonic, LG og Samsung kan ikke garantere 100% risiko - gratis drift.

For at afbøde denne risiko er batteristyringssystemet (BMS) fremkommet. Det er kerneteknologien i lithium - ion batteripakker, der overvåger status for hver celle for at forhindre overopladning og over - udledning. Elektrisk køretøj BMS'er er komplekse og kan overvåge spænding, strøm og temperatur, estimere resterende kapacitet (SOC), kontrollere temperaturstyringssystemet, detektere lækage, kommunikere med andre systemer og arkivbatteribrugshistorik. Batteristyringssystemerne (BMS'er) i støvsugere og elværktøjer er relativt enkle, primært ansvarlige for grundlæggende funktioner såsom overopladning/over - udladningsbeskyttelse (f.eks. Overladningsbeskyttelsesspænding 4.20 - 4.30v, over - udladningsbeskyttelsesbeskyttelse 2.60 - 2.80v), overcurrent beskyttelse (Kort - kredsløbsbeskyttelsesstrøm ca. 80a) og beskyttelse af høj temperatur (udledning af høj temperaturbeskyttelsestemperatur 70-80 grad), hvilket sikrer stabil batteripakke.

Acey BrandBMS Tester Machinebruges hovedsageligt til at teste forskellige funktionelle indikatorer for lithium - ion batteri BMS, evaluere, om de forskellige parametre er inden for designområdet, og derefter bedømme, om BMS er kvalificerede og anvendelige.

Når lithium - ionbatterier bliver stadig vigtigere, dukker nye tendenser op i støvsuger- og elværktøjsindustrien:

1. batteri platformisering: reduktion af omkostninger og engagerende forbrugere

Kraftværktøjsindustrien har allerede været banebrydende for platformiseringsprocessen. For eksempel tilbyder TTI to store lithium - ion -batteriplatforme: 12V og 18V. Hundredvis af produkter på den samme platform deler kompatible batterier. Dette reducerer ikke kun batteri- og BMS -udviklingsomkostningerne, men opfordrer også forbrugerne til at prioritere mærker, der er kompatible med eksisterende batterier, når man køber nye værktøjer. Dette skaber en barriere for store virksomheder, hvilket gør det vanskeligt for mindre virksomheder at konkurrere. Bosch lancerede også de 18V trådløse støvsuger ubegrænset og udråbte sin kompatibilitet med både støvsuger- og el -værktøjsbatterier. På grund af de forskellige designmuligheder for støvsugere er det imidlertid mere udfordrende at opnå kompatibilitet end med elværktøj.

2. Batteriproduktionskapacitet og teknologiudforskning: Handelen - offs fra 21700 batteri
I øjeblikket har børsteløse støvsugere en batterilevetid på cirka 10 minutter i høj - strømtilstand. Uden gennembrud i batteriets energitæthed er betydelige forbedringer vanskelige at opnå. Nogle fabrikker er begyndt at teste 21700 -batteriet (brugt i Tesla Model 3). Dens energitæthed når 300Wh/kg (20%højere end batteriet i 18650), hvilket øger kapaciteten med 35%, hvilket reducerer omkostningerne med 9%og reducerer antallet af anvendte batterier. Imidlertid har 21700-batteriet også sine ulemper: For hver 10%stigning i kapaciteten falder cykluslivet med 20%, opladnings- og udledningshastighederne falder med 30-40%, og temperaturstigningen stiger med 20%. At vælge det rigtige batteri er mere et spørgsmål om afbalancering af teknologi og økonomi. Panasonics Model 3 -produktion blev imidlertid tidligere påvirket af problemer med sin 21700 produktionskapacitet, hvilket viser, at produktionskapaciteten forbliver en begrænsende faktor.

3. Trådløs er den uundgåelige tendens

Ikke kun støvsugere, men mange andre ledede produkter vil gå trådløst i fremtiden. Hvert gennembrud i lithiumbatteriteknologi brænder denne tendens.

Fra nikkel - cadmium til lithiumbatterier, fra "kablede begrænsninger" til "trådløs frihed", har lithiumbatterier ikke kun transformeret produktformfaktorer, men også omformet branchens konkurrencedygtige landskab. Batteriproducenter som Catl, Panasonic, LG, Eve Energy, Changhong Energy (Changhong Three) og Highpower -teknologien, selvom de ikke er direkte i forkant, er allerede blevet nøgleaktører i denne transformation. I fremtiden, med fortsatte teknologiske fremskridt, kan vi se lithiumbatteriprodukter med længere batterilevetid, større sikkerhed og større alsidighed, hvilket yderligere låser op i livet og arbejde.

Kontakt nu