در سناریوهای مختلف صنعتی، جرثقیل ها، به عنوان تجهیزات کلیدی حمل و نقل مواد، وظایف سنگین را انجام می دهند. و باتری های جرثقیل، به عنوان "قلب انرژی جرثقیل های الکتریکی"،عملکرد آنها به طور مستقیم بر کارایی کار تاثیر می گذارد.، ثبات و عمر کار جرثقیل ها.

I. انواع و ویژگی های باتری های جرثقیل

(1) باتری های اسید سرب - پایه اصلی سنتی

باتری های اسید سرب دارای سابقه ای طولانی در زمینه جرثقیل هستند و در حال حاضر رایج ترین نوع هستند.از سرب و اکسید های آن به عنوان الکترود و محلول اسید سولفوریک به عنوان الکترولیت استفاده می کندمزیت برجسته این نوع باتری در هزینه نسبتا کم و تکنولوژی بالغ آن و عملکرد هزینه بالا است.باتری های اسید سرب 12 ولت رایج در جرثقیل های کوچک و متوسط به طور گسترده ای استفاده می شودبرای جرثقیل های کوچک که برای بلند کردن مواد ساختمانی در سایت های ساختمانی استفاده می شوند،باتری های سرب اسید می توانند در طول هر بلند کردن یک خروجی قدرت قوی را تضمین کنندعلاوه بر این، مواد اولیه باتری های سرب اسید به طور گسترده در دسترس هستند و فرآیند تولید بالغ است، که تامین پایدار در بازار را تضمین می کند.باتری های اسید سرب نیز معایب آشکاری دارند.چگالی انرژی آنها نسبتا کم است، به این معنی که با همان قدرت، باتری دارای حجم و وزن زیادی است، که باعث عدم راحتی در نصب و حمل و نقل می شود.سرعت شارژش آهسته، و شارژ کامل ممکن است چندین ساعت طول بکشد، که بر زمان کار مداوم جرثقیل تأثیر می گذارد. در عین حال، عمر چرخه آن نسبتا کوتاه است. به طور کلی،پس از 300 تا 800 چرخه شارژ و تخلیه، عملکرد به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

(2) باتری های لیتیوم یون - نیروی در حال ظهور

با نوآوری مداوم در فناوری باتری، باتری های لیتیوم یون به تدریج در زمینه جرثقیل ظهور می کنند.می تواند قدرت بیشتری را در حجم و وزن کوچکتر ذخیره کندبه عنوان مثال، در برخی از جرثقیل های داخلی یا جرثقیل های کانتینر بندری با الزامات سختگیرانه برای فضا و وزن، مزایای باتری های لیتیوم یون به ویژه آشکار است.به عنوان مثال بسته باتری لیتیوم یون استفاده شده در یک جرثقیل کانتینر بندری خاص، در مقایسه با باتری های سنتی سرب اسید، وزن آن حدود یک سوم کاهش می یابد، اما می تواند همان یا حتی قدرت طولانی مدت را ارائه دهد.بهبود قابل توجهی در بهره وری از انرژی جرثقیلباتری های لیتیوم یون همچنین دارای مزیت سرعت شارژ سریع هستند. برخی از فن آوری های شارژ سریع می توانند باتری را در عرض 1 تا 2 ساعت شارژ کنند.به طور موثر کوتاه کردن زمان انتظار زمان توقف و بهبود بهره وری عملیاتی جرثقیلعلاوه بر این، عمر چرخه باتری های لیتیوم یون نسبتاً طولانی است، تا 1000 تا 3000 چرخه شارژ و تخلیه، که هزینه استفاده طولانی مدت را کاهش می دهد.معایب باتری های لیتیوم یون این است که هزینه آن نسبتا بالا است.، سرمایه گذاری اولیه بزرگ است و سیستم مدیریت باتری برای اطمینان از ایمنی و ثبات آن باید سختگیرانه تر باشد.

اصول کار باتری های جرثقیل

چه باتری اسید سربی باشد یا باتری لیتیوم یون،اصول کار آنها اساساً تبدیل متقابل انرژی الکتریکی و انرژی شیمیایی را از طریق واکنش های الکتروشیمی انجام می دهند.

در طول فرآیند تخلیه یک باتری اسید سرب،دی اکسید سرب در الکترود مثبت و سرب در الکترود منفی به ترتیب با الکترولیت اسید سولفوریک واکنش نشان می دهند تا سولفات سرب را تشکیل دهنددر این فرآیند، الکترون ها از الکترود منفی به الکترود مثبت از طریق مدار خارجی جریان پیدا می کنند و در نتیجه جریان الکتریکی برای تامین برق به جرثقیل تولید می کنند.,تحت عمل یک منبع انرژی خارجی، سولفات سرب به دوکسید سرب و سرب کاهش می یابد و ذخیره انرژی الکتریکی به انرژی شیمیایی تکمیل می شود.

وقتی یک باتری لیتیوم یون کار می کند، در طول فرآیند تخلیه، یون های لیتیوم در الکترود منفی از شبکه مواد الکترود منفی مانند گرافیت فرار می کنند،از طریق الکترولیت عبور کرده و در مواد الکترود مثبت جاسازی می شوددر عین حال، الکترون ها از الکترود منفی به الکترود مثبت از طریق مدار خارجی جریان الکتریکی را ایجاد می کنند تا جرثقیل را به کار برسانند.روند معکوس است، و یون های لیتیوم از الکترود مثبت فرار می کنند، از الکترولیت عبور می کنند و به الکترود منفی باز می گردند تا در شبکه جاسازی شوند و ذخیره انرژی الکتریکی را تحقق بخشند.

III. عواملی که بر عملکرد باتری های جرثقیل تأثیر می گذارند

(1) محیط کار

جرثقیل ها اغلب در محیط های پیچیده ای کار می کنند و دمای آن تاثیر قابل توجهی بر عملکرد باتری دارد.سرعت واکنش شیمیایی داخلی باتری های اسید سرب تسریع می شود.، که منجر به افزایش از دست دادن آب در باتری و سرعت خوردگی صفحات می شود، بنابراین عمر باتری را کوتاه می کند؛ باتری های لیتیوم یون ممکن است خطر فرار حرارتی داشته باشند،که بر ایمنی و عملکرد تاثیر می گذارددر محیط های دمای پایین، رسانایی الکتریکی الکترولیت باتری بدتر می شود، مقاومت داخلی باتری افزایش می یابد،که منجر به کاهش ظرفیت باتری و قدرت خروجی می شود، که شروع جرثقیل را در آب و هوای سرد دشوار می کند و ظرفیت بلند کردن آن را تضعیف می کند. علاوه بر این، یک محیط مرطوب ممکن است باعث خوردگی محفظه باتری اسید سرب شود.بر مهر و موم آن تاثیر می گذارد.در یک محیط صنعتی با گرد و غبار و گاز های خوردنی، محفظه ها و الکترود های هر دو باتری های اسید سرب و باتری های لیتیوم یون ممکن است فرسوده شوند و در نتیجه بر عملکرد باتری تأثیر بگذارد.

(2) روش های شارژ و تخلیه

روش های غیر منطقی شارژ و تخلیه عوامل مهمی هستند که به عمر باتری های جرثقیل آسیب می رسانند.باعث سولفاسیون صفحه باتری های اسید سرب و آسیب به ساختار مواد الکترود منفی باتری های لیتیوم یون می شود.شارژ سریع مکرر می تواند زمان را صرفه جویی کند، اما باعث تولید گرما بیشتر در داخل باتری و تسریع در پیری باتری می شود.به خصوص برای باتری های لیتیوم یون، شارژ سریع طولانی مدت ممکن است منجر به کاهش سریع ظرفیت باتری شود.استفاده از باتری بدون شارژ کافی باعث می شود که باتری برای مدت طولانی در حالت شارژ کم باشد.، کاهش عملکرد باتری.

IV. باتری های جرثقیل در سناریوهای کاربرد معمولی

۱) سایت های ساختمانی

در سایت های ساختمانی، جرثقیل ها برای بلند کردن مواد ساختمانی استفاده می شوند، که کار مکرر و شرایط کار پیچیده ای دارند.جرثقیل های برج کوچک عمدتاً از باتری های اسید سرب استفاده می کنند زیرا هزینه کم و توانایی آنها برای پاسخگویی به نیازهای شروع و توقف مکرر و بلند کردن فاصله های کوتاه استبا این حال، با بهبود حفاظت از محیط زیست و الزامات کارایی در ساخت و ساز،برخی از سایت های ساختمانی بزرگ شروع به معرفی جرثقیل های الکتریکی مجهز به باتری های لیتیوم یون کرده انداین جرثقیل های باتری لیتیوم یون نه تنها می توانند آلودگی سر و صدا را کاهش دهند بلکه همچنین می توانند کارهای بلند مدت و فشرده را به طور کارآمدتر انجام دهند و پیشرفت ساخت را بهبود بخشند.

(2) ترمینال های بندری

جرثقیل ها در ترمینال های بندری دارای شدت کار بسیار بالا و الزامات بسیار بالایی برای دوام و ثبات باتری هستند.استفاده از باتری های لیتیوم یون در جرثقیل های بندری به تدریج در حال افزایش استچگالی انرژی بالا و ویژگی های چرخه عمر طولانی آنها می تواند اطمینان حاصل کند که جرثقیل ها می توانند برای مدت طولانی به طور مداوم کار کنند و تعداد توقف های شارژ را کاهش دهند.برای جرثقیل های کانتینر در اسکله، پس از استفاده از باتری های لیتیوم یون نه تنها بهره وری عملیاتی بهبود می یابد، بلکه هزینه نگهداری نیز کاهش می یابد،که با روند توسعه بهره وری و بهره وری از بندرها مطابقت دارد..

V. روند توسعه آینده

با پیشرفت مداوم علم و فناوری، تکنولوژی باتری جرثقیل نیز به طور مداوم در حال نوآوری و توسعه است.در تحقیق و توسعه مواد جدید باتری پیشرفت شده است.به عنوان مثال، انتظار می رود باتری های جامد در زمینه جرثقیل استفاده شوند. در مقایسه با باتری های سنتی لیتیوم یون، باتری های جامد دارای تراکم انرژی بالاتر هستند.ایمنی بهتر و عمر چرخه طولانی تراز طرفی، سیستم مدیریت باتری هوشمندتر خواهد شد.قادر به نظارت در زمان واقعی بر وضعیت باتری و کنترل دقیق روند شارژ و تخلیه، بهبود عملکرد و ایمنی باتری ها. در عین حال، با الزامات سختگیرانه حفاظت از محیط زیست جهانی،فناوری های باتری سبز و پایدار به جریان اصلی تبدیل می شوند، که نه تنها به کاهش هزینه های عملیاتی جرثقیل کمک می کند بلکه باعث می شود کل حوزه صنعتی به سمت یک جهت پاکتر و کارآمدتر توسعه یابد.به عنوان کلید قدرت جرثقیل ها، هر پیشرفت در تکنولوژی آنها تغییرات گسترده ای در تولید صنعتی ایجاد می کند و نقش مهمی در توسعه صنعتی آینده دارد.