Lithium Battery Applications - støvsugere og elektroverktøy

1. Introduksjon: The Rise of Lithium Batteries in Corberless Devices

2. den trådløse revolusjonen i støvsugere

3. Batteriteknologiutvikling

• Nikkel - kadmiumbatterier (NICD): Tidlige begrensninger
• Nikkel - metallhydrid (NIMH): Overgangsfase
• Litium - ionebatterier (li - ion): bransjestandarden

4. Typer litium - ionebatterier i applikasjoner

• Sylindriske litiumbatterier (18650, 21700, etc.)
• Prismatiske litiumbatterier
• Myk - pakke (polymer) litiumbatterier

5. Sikkerhets- og batteriledelsessystem (BMS)

• Hvorfor BMS er "Guardian" av litiumbatterier
• Nøkkelbeskyttelsesfunksjoner (Overcharge, over - utladning, overstrøm, temperatur)
• Rolle avBMS Tester -maskini å sikre sikkerhet og ytelse

6. Bransjetrender

7. Konklusjon

Ettersom den trådløse trenden sveiper over hjemmeapparatet og verktøysektorene, har litiumbatterier blitt kjernekilde som støtter produktytelse. Fra de første dagene med å "lade i 10 timer og bruke i 5 minutter" til dagens lange - varig batterilevetid på opptil 60 minutter, har teknologiske gjennombrudd i litiumbatterier ikke bare omformet brukeropplevelsen av vakuumpunkter og elektroverktøy, men også drevet et paradigmforskyvning i hele bransjen.

Den "trådløse revolusjonen" i støvsugere

Høy - hastighet digitale motorer bruker betydelig energi. Uten høye - kvalitetslitiumbatterier og et batteriledelsessystem (BMS), ville den "trådløse fordelen" med trådløse vakuumspitere være umulig. Dyson V10, utstyrt med en 7 - celle, 525 - watt litium - ion -batteripakke, kombinert med oppgradert elektronikk, 30 minutters rengjøring, og oppnår en allesenlig rengjøring i av skiftende batterier midt i rene. Mange mennesker fokuserer på syklonisk teknologi og høyhastighetsmotorer, med utsikt over den avgjørende rollen til litiumbatterier. Uten deres utbredte adopsjon, ville tiden med trådløse støvsugere blitt forsinket med minst flere år.

Før litiumbatterier ble mainstream, opplevde støvsugere og elektroverktøy to bølger med batteriteknologi, som hver tok for seg smertepunktene i forrige generasjon:

1. Nikkel - kadmiumbatterier(NICD): Et tidlig "nødvendig valg"

Som den tidligste typen batteri som ble brukt, hadde nikkel - kadmiumbatterier åpenbare mangler: liten kapasitet, lange ladetider og kort batterilevetid. "Charge i 10 timer, bruk i 5 minutter" var et vanlig tema. Enda viktigere er at de led av en alvorlig minneeffekt (ufullstendig utslipp forårsaker reduksjon i batterilevetiden) og var sterkt forurensende for miljøet. Fra 1. januar 2016 forbød EU offisielt bruk i elektroverktøy og små apparater, og nikkel - kadmiumbatterier bleknet gradvis fra markedet.

2. Nikkel - metallhydrid(NIMH): En "forbedret versjon" i overgangsfasen.

Sammenlignet med nikkel - kadmiumbatterier, gir nikkel - metallhydridbatterier høyere kapasitet, lavere minneeffekt og mindre miljøforurensning. Til tross for en prisøkning, ble de raskt mainstream i markedet, og banet vei for den innledende populariseringen av trådløse produkter.

3. Litium - ionebatterier(Li - ion): Dagens "Absolute Workhorse."

Fremveksten av litium - ionebatterier har revolusjonert industrilandskapet. De tilbyr tre kjernefordeler: en energitetthet 1,5 - 2 ganger den for nikkel - metallhydridbatterier, ingen minneeffekt og lav selv - utladning, noe som gjør dem til en perfekt match for de høye energikravene til høye speedmotorer. Deres driftsprinsipp er avhengig av bevegelse av litiumioner mellom en positiv elektrode (vanlige materialer inkluderer litiumkoboltoksyd LICOO2 og litiummanganoksid LimN2O4) og en negativ elektrode.

Sylindriske litiumbatterier:Oppfunnet av Sony i Japan i 1992, og tilbyr stabil kvalitet, høy sikkerhet og sterk skalerbarhet. Vanlige modeller inkluderer 14650, 17490, 18650 og 21700. Tesla Model 3 brukte Panasonics batteri fra 18650 (senere oppgradert til 21700). 18650 (et sylindrisk batteri med 18 mm diameter og 65 mm lengde) er det mest brukte batteriet i støvsugere og elektroverktøy. Imidlertid solgte Sony i 2016 sin litiumbatterivirksomhet til Murata Manufacturing Co., Ltd. i Japan, som også kjøpte Sonys litiumbatterikunder, inkludert Dyson.

Prismatiske litiumbatterier:Disse er vanligvis pakket i aluminium eller stålvesker. De har en enkel struktur og høy energitetthet (ca. 205Wh/kg for en 50AH -celle). De kan også skilte med en systemmonteringshastighet på 70% (høyere enn 60% for 18650 batterier), store celler og bedre konsistens. På grunn av deres høye grad av tilpasning og det store utvalget av modeller, er standardiserte produksjonsprosesser imidlertid vanskelig.

Myk - pakk litiumbatterier(Polymerlitiumbatterier): Disse batteriene har et ytre lag i polymer og gir utmerket sikkerhet (problemer bare forårsaker svulmende og sprekker, ikke eksplosjon). De er lette og har høy kapasitet, noe som gjør dem mye brukt i mobiltelefoner. Imidlertid har dens dårlige konsistens, høye kostnader og tendens til lekkasje ført til den begrensede bruken i støvsugere og elektroverktøy.

Selv om litiumbatterier tilbyr utmerket ytelse, har de risikoen for eksplosjon. Eksplosjonen av et enkelt litium - ionbatteri er allerede betydelig, og konsekvensene av flere batterier samtidig korte - krets og eksploder er enda mer ødeleggende. Selv importerte batterisceller fra merker som Panasonic, LG og Samsung kan ikke garantere 100% risiko - gratis drift.

For å dempe denne risikoen har Battery Management System (BMS) dukket opp. Det er kjerneteknologien til litium - ion -batteripakker, og overvåker statusen til hver celle for å forhindre overlading og over - utlading. Elektriske kjøretøy -BMS -er er komplekse og kan overvåke spenning, strøm og temperatur, estimere gjenværende kapasitet (SOC), kontrollere temperaturkontrollsystemet, oppdage lekkasje, kommunisere med andre systemer og arkivere batteribrukshistorikk. Batteristyringssystemene (BMSS) i støvsugere og elektroverktøy er relativt enkle, hovedsakelig ansvarlige for grunnleggende funksjoner som overlading/over - utladningsbeskyttelse (f.eks (Short - kretsbeskyttelsesstrøm omtrent 80a), og høye temperaturbeskyttelse (utladning av høye temperaturbeskyttelsestemperatur 70-80 grader), og sikrer stabil batteripakkedrift.

Acey BrandBMS Tester -maskinbrukes hovedsakelig til å teste forskjellige funksjonelle indikatorer på litium - ion -batteri BMS, evaluere om de forskjellige parametrene er innenfor designområdet, og deretter bedømme om BMS er kvalifiserte og brukbare.

Etter hvert som litium - ionebatterier blir stadig viktigere, dukker det opp nye trender i støvsuger- og elektroindustrien:

1. Batteriplattformisering: Redusere kostnader og engasjere forbrukere

Kraftverktøyindustrien har allerede pioner for plattformprosessen. For eksempel tilbyr TTI to store litium - ion -batteriplattformer: 12V og 18V. Hundrevis av produkter på samme plattform deler kompatible batterier. Dette reduserer ikke bare batteri- og BMS -utviklingskostnader, men oppfordrer også forbrukere til å prioritere merker som er kompatible med eksisterende batterier når de kjøper nye verktøy. Dette skaper en barriere for store selskaper, noe som gjør det vanskelig for mindre selskaper å konkurrere. Bosch lanserte også 18V trådløs støvsuger ubegrenset, og utpekte kompatibiliteten med både støvsuger og elektroverktøybatterier. På grunn av de forskjellige designalternativene for støvsugere er det imidlertid mer utfordrende å oppnå kompatibilitet enn med elektroverktøy.

2. Batteriproduksjonskapasitet og teknologiutforskning: Handelen - Offs of 21700 -batteriet
Foreløpig har børsteløse støvsugere en batterilevetid på omtrent 10 minutter i høy - strømmodus. Uten gjennombrudd i batterienergitetthet er det vanskelig å oppnå betydelige forbedringer. Noen fabrikker har begynt å teste 21700 -batteriet (brukt i Tesla Model 3). Energitettheten når 300 WH/kg (20%høyere enn 18650 -batteriet), øker kapasiteten med 35%, reduserer kostnadene med 9%og reduserer antallet batterier som brukes. Imidlertid har 21700-batteriet også sine ulemper: for hver 10%økning i kapasiteten, reduseres syklusens levetid med 20%, ladning og utladningshastigheter reduseres med 30-40%, og temperaturøkningen øker med 20%. Å velge riktig batteri er mer et spørsmål om å balansere teknologi og økonomi. Imidlertid ble Panasonics Model 3 -produksjon tidligere påvirket av problemer med sin 21700 produksjonskapasitet, og demonstrerte at produksjonskapasiteten fortsatt er en begrensende faktor.

3. trådløs er den uunngåelige trenden

Ikke bare støvsugere, men mange andre ledningsprodukter vil gå trådløst i fremtiden. Hvert gjennombrudd i litiumbatteriteknologi vil gi denne trenden.

Fra nikkel - kadmium til litiumbatterier, fra "kablede begrensninger" til "trådløs frihet", har litiumbatterier ikke bare transformert produktformfaktorer, men også omformet bransjens konkurransedyktige landskap. Batteriprodusenter som CATL, Panasonic, LG, Eve Energy, Changhong Energy (Changhong Three) og Highpower -teknologien, selv om de ikke er direkte i forkant, har allerede blitt nøkkelspillere i denne transformasjonen. I fremtiden, med fortsatt teknologiske fremskritt, kan vi se litiumbatteriprodukter med lengre batterilevetid, større sikkerhet og større allsidighet, og ytterligere låse opp bekvemmelighet i liv og arbeid.

Kontakt nå