Che cosa è la discussione corrente intorno alla tecnologia della batteria? Melissa Barnett esamina perché le batterie al piombo sono ancora popolari, la corrente e la tecnologia emergente della batteria e l'emissione del riciclaggio della batteria.
La richiesta globale dai consumatori per la consegna rapida del prodotto e l'aumento di automazione e della connettività sono fattori che determinano il mercato per le batterie nel settore di movimentazione dei materiali. Negli Stati Uniti, la batteria, caricarsi e mercato dei cambi della batteria pensano vedere la crescita di 5% - di 2024 e di un valore annuale di USD3 miliardo.
Le batterie al piombo hanno dominato il mercato fino all'ultima decade, quando la crescita rapida dei veicoli elettrici alimentabili e dell'automazione ha richiesto lo sviluppo del rapido carico, potenza della batteria più duratura e senza emissioni, richiamante l'aumento dell'Accumulatore litio-ione. L'aumento successivo dello IoT sta spingendo l'efficienza, richiedente i pezzi di attrezzatura di potere parlare a vicenda per la raccolta di dati, la gestione e la manutenzione.
Dal 2015, una serie di nuovi fornitori industriali della batteria hanno acceduto al mercato con gli Accumulatori liti-ione come loro solo prodotto e molti dei capi di lunga durata nel mercato della batteria al piombo hanno introdotto le alternative.
I produttori del carrello elevatore su ogni continente ora offrono i carrelli elevatori elettrici in una gamma di opzioni come risposta al fronte cambiante del commercio elettronico. Ciò, a sua volta, ha un impatto sulla tecnologia e sulle vendite della batteria e continuerà a agire in tal modo.
Acido al piombo è ancora qui
Dal 2008, quando il carrello elevatore autoalimentato primo litio-ione ha fatto il suo debutto, i doomsayers stanno predicendo il crollo delle batterie al piombo in carrelli elevatori elettrici, eppure 12 anni sopra, le batterie al piombo sono ancora qui e, per il momento, stanno tenendo con calma in una serie di mercati. Le ragioni per questa pricipalmente sono costate e l'applicazione.
«L'accettazione di vecchia o nuova tecnologia della batteria dipende in gran parte dal risparmio raggiunto dall'utente,» suggerisce il minimo di Luke, direttore di marketing per l'introduzione sul mercato regale della batteria, basato in Malesia. «Nel mercato asiatico, le batterie al piombo rimarranno come la scelta dominante per movimentazione dei materiali. Ciò è dovuto il suo costo molto più economico, il fatto che la maggior parte dei carrelli elevatori sono utilizzati per le operazioni dello un-spostamento soltanto e la maggior parte dei clienti non possiede la loro propria attrezzatura. Ancora, nel luogo di lavoro caldo ed umido dell'Asia, c'è un rischio di batterie al litio che esplodono. La disposizione di questi tipi di batterie è inoltre una preoccupazione, perché la Malesia, attualmente, non ha capacità per riciclare le batterie al litio ma possiamo e ricicliamo le batterie al piombo,» dice in basso.
Lisa Chen, capo vendite per STB America, acconsente che il prezzo è il driver principale, ma altre considerazioni comprendono il costo di dovere modificare l'attrezzatura attuale per accettare le batterie al litio o attrezzatura del possesso che non può essere modificata. Chen aggiunge che gli utenti delle batterie al piombo possono anche essere restii smantellare la loro infrastruttura caricantesi costosa appena ancora.
«Uno dei pensieri compresi male nell'odierna industria è che il carico veloce è la norma, quando è realmente specifico ad un'applicazione,» suggerisce Paul Paciello, presidente delle parti della tecnologia della prestazione di Helmar. Paciello crede che la decisione più importante quando scegliere una batteria ed i caricatori è l'ambiente stia usanda dentro e la ragione per la quale la maggior parte dei clienti di Helmar opta per le batterie al piombo. «La maggior parte dei commerci lavorano 9-5 ad un lavoro (il giorno) e… la tassa più efficiente è di inserire a fine giornata e di ritornare ad una batteria completamente caricata all'inizio del giorno prossimo del lavoro. La prevenzione del guasto prematuro è quando le batterie possono caricare al tasso più lento e non ottengono sovraccaricate,» Paciello il più bene raggiunto spiega. I caricatori del PBM di Helmar sono caricatori astuti che comunicano con la batteria per riconoscere il livello di tassa stato necessario. Una volta che raggiunge 100%, l'unità ha chiuso, così conservando la durata di vita della batteria ed attenuando il guasto prematuro delle cellule.
Una batteria acida al piombo del carrello elevatore può costituire fino a 30% del valore di un nuovo carrello elevatore e essere in corsa per circa 6.000 ore, in modo da ha significato economico massimizzare la durata della vita di un carrello elevatore elettrico con la buona gestione della batteria. La durata di vita della batteria può essere colpita da come un carrello elevatore è utilizzato, frequenza di uso ed il peso del carico. Alcune misure semplici possono essere prese per dirigere la durata della vita della batteria, compreso il profondo-ciclo regolare che si carica, assicurandosi che la batteria non si congeli o non surriscaldi, riempiendo i liquidi, evitando appiattendo la batteria e dirigendo l'accumulazione del solfato del piombo.
«Il problema più significativo con gli accumulatori al piombo è sulfation e la degradazione dei piatti del cavo,» dice Dušan Uhrik, portavoce per il produttore slovacco di PowerBatt, un additivo liquido organico della batteria. per prolungare la durata di una batteria al piombo, dei reclami di PowerBatt fino sulfation inverso della batteria, aumentare porosità e rinforzare la massa dell'attivo mentre eliminando “il fango di Brown”, il sedimento che si accumula al fondo della cassa di batteria. «Invertendo il danno, una batteria destinata per il recipiente di riciclaggio è restituita “come il nuovo stato”, prolungando durata di vita della batteria e prestazione,» dice Uhrik.
Litio-ione, il mercato crescente della batteria
La produttività e l'efficienza migliori sono spesso i driver per nuova tecnologia e mentre gli Accumulatori liti-ione dopo che una decade sul mercato può appena essere detta per essere nuova tecnologia, le ragioni per prendere la tecnologia rimangono costanti. Negli Stati Uniti, il tasso di adozione per la tecnologia dello litio-ione nel mercato di movimentazione dei materiali nel 2018 era 2,5%. Il reclamo più comune circa le batterie al litio è l'alto costo iniziale ma, come Koen Bilcke, il coordinatore per il centro di tecnologia dei rifornimenti di batteria del Belgio, spiega, «mentre l'investimento di un Accumulatore litio-ione è più del doppio confrontato ad altre batterie della trazione, se prendete in considerazione l'energia totale memorizzata nella batteria sopra la sua vita, la capacità di lavorazione di energia è più di quattro volte più su. La densità di energia dello litio-ione è molto alta. Con le dimensioni limitate, potete aumentare facilmente la capacità e l'autonomia della vostra applicazione. Per esempio, dovuto le zone a basse emissioni nei Paesi Bassi, vediamo un'esigenza aumentata delle gru elettriche nei centro città storici. Una batteria al piombo non può essere utilizzata in questa applicazione, poichè non ha capacità sufficiente per il lavoro. Gli Accumulatori liti-ione hanno una tal densità di alta energia che possono aumentare l'autonomia della gru per l'intero giorno,» dice Bilcke.
Robert O'Dette, vice presidente esecutivo e COO delle batterie industriali Revel, crede lo scenario perfetto sia di raggiungere l'efficienza e produttività mentre riducendo i costi globali e che crede che la tecnologia della batteria al litio possa raggiungere tutti e tre i bisogni critici. «Le batterie al litio possono produrre due - tre volte più duty cycle che le batterie al piombo. Non richiedono i cambiamenti della batteria e, nel corso di un turno di lavoro, eseguono più coerente perché non c'è caduta di tensione, particolarmente nelle applicazioni dell'alto ed onere gravoso. Pure, le batterie al litio possono essere ricaricate in un'ora o più di meno, secondo la profondità della tassa. Nelle due applicazioni dello tre-spostamento, una batteria al litio può sostituire due o tre batterie al piombo. Caricare la prestazione della batteria e della gestione può tutti essere diretto con la telematica della batteria. A cui questo si ridurre è un migliore ritorno su investimento,» dice O'Dette. La sicurezza, l'impatto ambientale e la facilità d'uso sono inoltre aree che i clienti guardano per a miglioramento, O'Dette aggiunge. «La forza motrice dietro la nostra progettazione è la sicurezza. Goda ha scelto una progettazione prismatica delle cellule, che è la cellula più sicura per uso nelle applicazioni del carrello elevatore. La nostra chimica, il fosfato del manganese del ferro del litio (LiFeMnPO4), è la chimica più stabile per uso del carrello elevatore,» dice O'Dette.
Ogni volta che una nuova tecnologia è liberata sul mercato, prende tempo e un programma costante di istruzione acquietare le preoccupazioni dei clienti potenziali. Il timore e la ragione, dice l'anatra di Thomas, vice presidente ed il direttore generale dell'Tri ascensore NC del commerciante del carrello elevatore degli Stati Uniti, è ragioni per cui i clienti sono riluttanti a prendere la nuova tecnologia della batteria. «L'elemento principale che abbiamo fatto è elasticità un la presentazione accurata del prodotto, con costo dell'analisi di operazione, solitamente 12 - 24 mesi di ROI e una dimostrazione del prodotto, in modo dal cliente può vedere quanto facile la batteria di BYD è di caricarsi e mantenere. La maggior parte dei clienti convertono in Accumulatori liti-ione a causa dei costi relativi ai carrelli elevatori di IC, le nuove norme richieste per i motori, costi che consuma molto ed alti costi del carburante,» dice l'anatra. Uno dei clienti del NC dell'Tri ascensore, una fabbrica dell'alimento e un magazzino, attualmente ha 24 carrelli elevatori a pile del fosfato dello litio-ione di BYD in funzione ed altri 16 su ordinazione. «Il cliente ha fatto funzionare sia IC che dai i carrelli elevatori guidati da batteria. Dal cambiamento al potere della batteria al litio, la sua efficienza è aumentato, con i driver che spendono più prodotti commoventi di tempo e meno serbatoi di combustibile cambianti di tempo, controllanti l'olio, o occupantesi delle batterie cambianti o d'innaffiature. Il cliente realmente ha ridotto la dimensione della sua flotta da 16 carrelli elevatori,» dice l'anatra.
La Bi Guozhong, direttore generale di divisione del carrello elevatore per il produttore cinese BYD, crede che l'innovazione tecnica sia che cosa farà appello a agli utenti ed ai convertiti dell'Accumulatore litio-ione. «L'innovazione contribuirà al risultato di fare più con di meno per i clienti. I clienti principalmente vogliono che cosa è adatto e può risolvere il problema, mentre crea il valore per loro,» Guozhong crede. BYD era uno degli innovatori in anticipo della tecnologia dello litio-ione ed è stato strumentale nello sviluppo delle batterie del fosfato dello litio-ione come pure progettando uno dei primi carrelli elevatori per usare la tecnologia della batteria al litio. IL ECB18C di BYD ha vinto il premio di 2016 IFOY per un camion del contrappeso fino a 3.5T. Il ECB18C è un impilatore dello litio-ione di 80 v e nell'opinione dei giudici, il carrello elevatore ha risolto spesso uno di più grandi problemi dei carrelli elevatori elettrici - longevità di funzionamento, poichè il ECB18C, con la sua batteria del fosfato dello litio-ione, può essere estremamente veloce ricaricato, quanto stato necessario e senza effetto di memoria, che i mezzi possono trattare un dovere dello tre-spostamento senza fermarsi.
Adrian Martin, direttore generale, qualità e supporto di prodotto per alla la forza basata a australiana della forcella del commerciante, dice che gli Accumulatori liti-ione colmano la lacuna fra i carrelli elevatori del motore a combustione interna ed elettrici, modificato per rispettare le norme europee, ma a causa della riduzione del potere di incontrare l'emissione i requisiti sono inaccettabili a molti operatori. «I carrelli elevatori della batteria al litio hanno più brevi tempi della tassa, costo comparabile della proprietà e di un'operazione più sicura, più pulita, più duratura,» dice Martin. Aggiunge che la facilità caricarsi e dell'eliminazione di manutenzione quotidiana della batteria presenta i vantaggi significativi di salute e sicurezza sul lavoro.
Riciclaggio
Ci sono una serie di ragioni per cui rende ad Accumulatori liti-ione un vincitore nei pali di tecnologia energetica ma la capacità di riciclarli non è una. La maggior parte degli Accumulatori liti-ione, compreso le batterie del fosfato del litio preferite dal settore di movimentazione dei materiali, è una merce provocatoria quando si tratta del riciclaggio. Un australiano che recente la CSIRO (scienza del commonwealth ed organismo di ricerca industriale) riferisce sul riciclaggio dichiarato che soltanto 2% dell'annuale dell'Australia 3.300 T di spreco dell'Accumulatore litio-ione è riciclato e mentre questo si compone pricipalmente di domestico piuttosto che lo spreco industriale dello litio-ione, l'industria dello litio-ione contribuisce. Le figure correnti per Europa e gli Stati Uniti non sono molto più alte - meno di 5%. Tramite il confronto, il rapporto inoltre ha dichiarato quello di 150.000 T di batterie al piombo vendute nel 2010, 98% è stato riciclato. Il rapporto ha continuato ad osservare che mentre i veicoli elettrici diventano sempre più comuni, questo problema è probabile essere complicato. Gli analisti industriali predicono che questo anno, Cina da solo genererà 500.000 T di Accumulatori liti-ione utilizzati e da ora al 2030, il numero mondiale colpiranno 2 milione T all'anno.
La CSIRO ricerca il leader della squadra Anand Bhatt spiegato in un'intervista recente con la tecnologia futura di potere della rivista digitale che le tecnologie della batteria al piombo già sono considerate come la tecnologia “verde” perché attivamente sono raccolte e riciclate ad un alto tasso percentuale, qualcosa che non accada con gli Accumulatori liti-ione. Bhatt ha continuato a spiegare quello che ricicla gli Accumulatori liti-ione è messo a fuoco sul recupero dei materiali d'alto valore selezionati. Una delle edizioni è che gli avanzamenti della batteria possono ridurre l'economia del riciclaggio. Per esempio, la batteria del fosfato del ferro del litio non contiene cobalto d'alto valore, che sia uno dei driver economici chiave per riciclare. La tecnologia della batteria al litio sta studiando lo litio-zolfo come componente chiave nella tecnologia emergente della batteria al litio, specialmente per i veicoli elettrici, dovuto la sua più alta capacità di immagazzinamento dell'energia. Tuttavia, lo litio-zolfo è inadatto per gli impianti di riciclaggio correnti, inoltre ha poco valore economico ed il metallo del litio in queste batterie può causare i problemi una volta esposto ad aria e ad umidità.
Quando gli Accumulatori liti-ione sono riciclati, subiscono un processo ad alta temperatura di fusione. L'operazione è effettuata in costruzioni su misura, che sono costose costruire e fare funzionare e richiedere l'attrezzatura particolare di occuparsi delle emissioni tossiche generate tramite il processo di fusione. Malgrado il costo, la generazione corrente di impianti di riciclaggio è incapace dell'estrazione dei tutti materiali dell'Accumulatore litio-ione. Gli Accumulatori liti-ione inoltre hanno una struttura complicata; al contrario, le batterie al piombo sono smontate facilmente. Il cavo, che rappresenta approssimativamente 60% del peso di una batteria, può essere separato rapidamente dalle altre componenti, con conseguente quasi 100% del cavo che è riciclato.
Il riciclaggio limitato della batteria al litio esiste nella maggior parte dei paesi ed il rapporto della CSIRO suggerisce che se l'industria e la nuova tecnologia possono lavorare insieme, l'efficace riciclaggio possa essere stabilito e fornire un input a valore aggiunto a produzione delle risorse. La chiave, il gruppo di Bhatt dice, è di deviare le batterie da materiale di riporto - fare questo richiede un approccio regolatore combinato, le nuove soluzioni di scienza e un investimento - e educazione dei consumatori.
Dove per a litio?
Non solo gli Accumulatori liti-ione devono aumentare alle loro «credenziali verdi» con meglio il riciclaggio delle opzioni, ma per alcuni esperti, come Graham Conway, l'ingegnere principale al Southwest Research Institute dell'organizzazione di ricerca e sviluppo degli Stati Uniti, l'idea “delle emissioni zero” è ingannevole. Conway dice che le emissioni attualmente sono misurate dal tubo di aspirazione - nessun tubo di aspirazione, nessun emissioni - ma dovrebbero, infatti, essere misurate dalle emissioni dalla culla alla tomba e di misurazioni generate dalla produzione del veicolo, dall'estrazione mineraria dei minerali della crudo-terra richiesti per gli Accumulatori liti-ione e dalla produzione pesante delle batterie stesse di energia. Conway crede che il futuro sia l'energia proveniente dai combustibili biologici e dai beni rinnovabili e per più grande attrezzatura, pile a combustibile dell'idrogeno. Ma la migliore tecnologia sarebbe ibridazione - quando la potenza della batteria ed i motori a combustione interna funzionano insieme per sbloccare l'efficienza massima dai motori a combustione interna.
O'Dette acconsente che la tecnologia della pila a combustibile può avere un futuro: «La tecnologia della pila a combustibile ha fatto alcuni grandi avanzamenti durante i 10 anni ultimi e ha significato nelle applicazioni estremamente grandi,» dice, ma che cosa lo eccita più è l'idea del carico induttivo, «dove gli operatori parcheggieranno semplicemente il carrello elevatore accanto ad un cuscinetto di induzione per il carico - nessun spine, nessun cavi,» muse O'Dette.
Il minimo regale dice che le nuove tecnologie che hanno preso il suo occhio includono il graphene e le batterie semi condutrici, ma crede che queste non siano corrente principale a meno che siano commercialmente possibili.
Malgrado la conversazione delle alternative, la potenza della batteria è ancora la tecnologia più possibile, specialmente con R & S dei materiali dell'elettrodo. Gli esperti predicono che la capacità degli Accumulatori liti-ione aumenterà di fino a 40% con il più sviluppo. Gli avanzamenti sono permessi dagli anodi che aumentano la loro capacità arricchendo il materiale con silicio e gli elettroliti stabili ad alta tensione che migliorano significativamente la prestazione dei catodi.
La tecnologia dell'Accumulatore litio-ione continuerà indubbiamente a migliorare e sviluppare i vantaggi di densità di alta energia, della prestazione, dell'efficienza e della facilità d'uso che le hanno rese già così popolari. Ma, finché gli Accumulatori liti-ione costati vicino ai prezzi della batteria al piombo, acidi al piombo non continuino ad essere la scelta preferita in una serie di settori di movimentazione dei materiali.
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