Quelle est la discussion actuelle autour de technologie de batterie ? MELiSSA Barnett regarde pourquoi les batteries au plomb sont encore populaires, le courant et la technologie naissante de batterie, et la question de la réutilisation de batterie.
La demande globale par des consommateurs pour la livraison rapide de produit et la hausse d'automation et de connectivité sont des facteurs qui déterminent le marché pour des batteries dans le secteur de manipulation du matériel. Aux USA, les marchés de batterie, de remplissage et de changes de batterie comptent connaître la croissance de 5% à de 2024 et d'une valeur annuelle d'USD3 milliard.
Les batteries au plomb ont dominé le marché jusqu'à la dernière décennie, quand la croissance rapide des véhicules électriques embrochables et de l'automation a exigé le développement du rapide-remplissage, une puissance de batterie plus durable et sans émission, incitant la hausse de la batterie lithium-ion. La hausse suivante de l'IoT pousse l'efficacité, exigeant des appareils de pouvoir parler les uns avec les autres pour la collecte de données, de la gestion, et de l'entretien.
Depuis 2015, un certain nombre de nouveaux fournisseurs industriels de batterie ont accédé au marché avec des batteries lithium-ion en tant que leur produit unique, et plusieurs des chefs de longue date sur le marché de batterie au plomb ont présenté des solutions de rechange.
Les fabricants de chariot élévateur sur chaque continent offrent maintenant les chariots élévateurs électriques dans une gamme des options comme réponse au visage changeant du commerce électronique. Ceci, consécutivement, a un impact sur la technologie et les ventes de batterie, et continuera à faire ainsi.
D'acide de plomb est toujours ici
Depuis 2008, quand le chariot élévateur actionné le premier parion a fait son début, les doomsayers avaient prévu la cession des batteries au plomb dans des chariots élévateurs électriques, pourtant 12 ans dessus, les batteries au plomb sont toujours ici et, pour l'instant, elles se tiennent fermement sur un certain nombre de marchés. Les raisons de ceci sont principalement coûtées et application.
« L'acceptation de la vieille ou nouvelle technologie de batterie dépend en grande partie de l'économie de coût réalisée par l'utilisateur, » suggère le bas de Luc, directeur du marketing pour le marketing majestueux de batterie, basé en Malaisie. « Sur le marché asiatique, batteries au plomb restera comme choix dominant pour la manipulation du matériel. C'est dû à son coût beaucoup meilleur marché, le fait que la plupart des chariots élévateurs sont utilisés pour des opérations d'un-décalage seulement, et la majorité de clients ne possèdent pas leur propre équipement. En outre, dans l'environnement de travail chaud et humide de l'Asie, il y a un risque de batteries au lithium éclatant. La disposition de ces types de batteries est également un souci, parce que la Malaisie, actuellement, n'a aucune capacité pour réutiliser des batteries au lithium mais nous pouvons et réutilisons des batteries au plomb, » dit bas.
Lisa Chen, directeur commercial pour STB Amérique, convient que le prix est le conducteur principal, mais d'autres considérations incluent le coût de devoir modifier l'équipement existant pour accepter des batteries au lithium ou l'équipement de possession qui ne peut pas être modifié. Chen ajoute que les utilisateurs des batteries au plomb peuvent également être peu disposés pour mettre en conserve leur infrastructure de remplissage chère juste encore.
« Une des pensées les plus mal comprises dans l'industrie d'aujourd'hui est que le remplissage rapide est la norme, quand il est réellement spécifique à une application, » suggère Paul Paciello, président des pièces de technologie de représentation de Helmar. Paciello croit que la décision la plus importante quand le choix d'une batterie et des chargeurs est l'environnement il est employée dedans, et la raison pour laquelle la majorité des clients de Helmar optent pour des batteries au plomb. « La plupart des entreprises travaillent sur un travail 9-5 (jour) et… la charge la plus efficace est de brancher finalement et de revenir à une batterie entièrement chargée au début du jour suivant de travail. La prévention de l'échec prématuré est mieux réalisé quand les batteries peuvent charger au taux le plus lent et n'obtiennent pas surchargées, » Paciello explique. Les chargeurs du PBM de Helmar sont des chargeurs futés qui communiquent avec la batterie pour identifier le niveau de la charge requis. Une fois qu'elle atteint 100%, l'unité a coupé, ainsi préservant la vie de batterie et atténuant l'échec prématuré de cellules.
Une batterie d'acide de plomb de chariot élévateur peut constituer jusqu'à 30% d'un nouveau de la valeur chariot élévateur et fonctionner pendant approximativement 6 000 heures, ainsi elle semble raisonnable économique de maximiser la durée de vie d'un chariot élévateur électrique avec la bonne gestion de batterie. La vie de batterie peut être affectée par la façon dont un chariot élévateur est utilisé, fréquence d'utilisation, et le poids de la charge. Quelques mesures simples peuvent être prises pour contrôler la durée de vie de batterie, y compris le profond-cycle régulier chargeant, s'assurant que la batterie ne gèle pas ou ne surchauffe pas, refaisant le plein des fluides, évitant aplatissant la batterie, et contrôlant l'habillage du sulfate de plomb.
« Le problème le plus significatif avec des batteries d'avance sont sulfatation et la dégradation des plats d'avance, » dit Dušan Uhrik, porte-parole pour le fabricant slovaque de PowerBatt, un additif liquide organique de batterie. Pour prolonger la vie d'une batterie au plomb, PowerBatt prétend renverser la sulfatation de batterie, augmente la porosité et renforce la masse active tout en éliminant la “boue de Brown”, le sédiment qui s'accumule au fond de la caisse de batterie. « En renversant les dommages, une batterie destinée pour le bac de recyclage est retournée “comme le nouvel état”, prolongeant la vie et l'interprétation de batterie, » dit Uhrik.
Lithium-ion, le marché croissant de batterie
La productivité et l'efficacité améliorées sont souvent les conducteurs pour la nouvelle technologie et tandis que les batteries lithium-ion après qu'on puisse à peine dire qu'une décennie sur le marché soit nouvelle technologie, les raisons de prendre la technologie restent constantes. Aux USA, le taux d'adoption pour la technologie de lithium-ion sur le marché de manipulation du matériel en 2018 était 2,5%. La plainte la plus commune au sujet des batteries au lithium est le coût initial élevé mais, comme Koen Bilcke, le coordinateur pour le centre de technologie d'approvisionnements de batterie de la Belgique, explique, « tandis que l'investissement d'une batterie lithium-ion est davantage que le double comparé à d'autres batteries de traction, si vous prenez en compte toute l'énergie stockée dans la batterie au-dessus de sa vie, la sortie d'énergie est plus de quatre fois plus haut. La densité d'énergie du lithium-ion est très haute. Avec des dimensions restreintes, vous pouvez facilement augmenter la capacité et l'autonomie de votre application. Par exemple, en raison des zones de bas-émission aux Pays-Bas, nous voyons une utilité accrue des grues électriques aux centres de ville historiques. Une batterie au plomb ne peut pas être utilisée dans cette application, car elle n'a pas la capacité suffisante pour le travail. Les batteries lithium-ion ont une densité de si haute énergie qu'elles peuvent augmenter l'autonomie de la grue pour le jour entier, » dit Bilcke.
Robert O'Dette, vice président exécutif et COO des batteries industrielles Revel, croit le scénario parfait est de réaliser l'efficacité et productivité tout en réduisant des coûts globaux et croit que technologie de batterie au lithium peut réaliser chacun des trois besoins critiques. Les « batteries au lithium peuvent produire deux à trois fois plus de temps d'utilisation que des batteries au plomb. Elles n'exigent pas des changements de batterie et, au cours d'un poste de travail, elles exécutent plus uniformément parce qu'il n'y a aucune chute de tension, particulièrement dans des applications de haute et de charge lourde. Aussi bien, des batteries au lithium peuvent être rechargées dans une heure ou moins, selon la profondeur de la charge. Dans des deux applications de trois-décalage, une batterie au lithium peut remplacer deux ou trois batteries au plomb. Des performances de remplissage de gestion et de batterie peuvent tout être contrôlées par la télématique de batterie. À ce que ceci bout vers le bas est un meilleur retour sur l'investissement, » dit O'Dette. La sécurité, l'impact sur l'environnement, et la facilité d'utilisation sont également des secteurs que les clients regardent à pour l'amélioration, O'Dette s'ajoute. « La force d'entraînement derrière notre conception est sécurité. Délectez-vous a choisi une conception prismatique de cellules, qui est la cellule la plus sûre pour l'usage dans des applications de chariot élévateur. Notre chimie, le phosphate de manganèse de fer de lithium (LiFeMnPO4), est la chimie la plus stable pour l'usage de chariot élévateur, » dit O'Dette.
Toutes les fois qu'une nouvelle technologie est libérée sur le marché, cela prend du temps et un programme régulier d'éducation d'apaiser des soucis des clients potentiels. La crainte et la raison, indique le canard de Thomas, vice-président et le directeur général du Tri ascenseur OR de marchand de chariot élévateur des USA, sont des raisons pour laquelle les clients sont peu disposés à prendre la nouvelle technologie de batterie. « L'élément principal que nous avons fait est présentent un exposé complet du produit, avec le coût d'analyse d'opération, habituellement 12 à 24 mois de ROI, et une démonstration du produit, ainsi le client peut voir combien facile la batterie de BYD est de charger et maintenir. La plupart des clients convertissent en batteries lithium-ion en raison des coûts liés aux chariots élévateurs d'IC, les nouvelles normes requises pour des moteurs, des coûts de maintenance élevée et des coûts du combustible élevés, » dit le canard. Un de clients du Tri ascenseur OR, une usine de nourriture et un entrepôt, a actuellement des 24 chariots élévateurs à piles de phosphate de lithium-ion de BYD en fonction et des 16 différents sur commande. « IC commandé par le client et les chariots élévateurs motivés par la batterie. Depuis changer en la puissance de batterie au lithium, son efficacité a augmenté, avec des conducteurs dépensant plus de produits mobiles de temps et moins de réservoirs de carburant changeants de temps, vérifiant l'huile, ou traitant les batteries changeantes ou de arrosages. Le client a réduit réellement la taille de sa flotte par 16 chariots élévateurs, » dit le canard.
Le Bi Guozhong, directeur général de division de chariot élévateur pour le fabricant chinois BYD, croit que l'innovation technique sera ce qui fera appel aux utilisateurs et aux convertis de batterie lithium-ion. La « innovation contribuera au résultat de faire plus avec moins pour des clients. Les clients veulent en grande partie ce qui est approprié et peut résoudre le problème, tout en créant la valeur pour elles, » Guozhong croit. BYD était l'un des premiers innovateurs de la technologie de lithium-ion et a été instrumental dans le développement des batteries de phosphate de lithium-ion aussi bien que concevant un des premiers chariots élévateurs pour employer la technologie de batterie au lithium. L'ECB18C de BYD a gagné la récompense de 2016 IFOY pour un camion de contrepoids jusqu'à 3.5T. L'ECB18C est un empileur de lithium-ion de 80 v et dans l'opinion des juges, le chariot élévateur a résolu un des plus grands problèmes des chariots élévateurs électriques - longévité de fonctionnement, car l'ECB18C, avec sa batterie de phosphate de lithium-ion, peut être extrêmement rapide rechargé, aussi souvent que nécessaire et sans effet de mémoire, que les moyens il peuvent manipuler un devoir de trois-décalage sans arrêt.
Adrian Martin, directeur général, qualité et support produit la force basée sur australien de fourchette de revendeur, dit que les batteries lithium-ion établissent le lien entre les chariots élévateurs de moteur à combustion interne et électriques, modifié pour répondre à des normes européennes, mais en raison de la réduction de la puissance de rencontrer l'émission les conditions sont inacceptables pour beaucoup d'opérateurs. « Les chariots élévateurs de batterie au lithium ont des temps plus courts de charge, coût comparable de propriété et d'une opération plus sûre, plus propre, plus durable, » dit Martin. Il ajoute que la facilité du remplissage et de l'élimination de l'entretien quotidien de batterie a des avantages professionnels significatifs de santé et sécurité.
Réutilisation
Il y a un certain nombre de raisons qui font à des batteries lithium-ion un gagnant dans les enjeux de technologie énergétique mais la capacité de les réutiliser n'est pas une. La majorité de batteries lithium-ion, y compris des batteries de phosphate de lithium préférées par le secteur de manipulation du matériel, sont une marchandise provocante quand il s'agit de réutilisation. Un Australien récent que la CSIRO (la Science de Commonwealth et organisation de recherche industrielle) rendent compte de la réutilisation de lithium-ion déclarée que seulement 2% de l'annuaire de l'Australie 3 300 T de déchets de batterie lithium-ion est réutilisé, et tandis que ceci se compose principalement de domestique plutôt que les déchets industriels de lithium-ion, industrie contribue. Les figures actuelles pour l'Europe et les USA ne sont pas beaucoup plus hautes - moins de 5%. Par comparaison, le rapport a également déclaré que de 150 000 T de batteries au plomb vendues en 2010, 98% ont été réutilisés. Le rapport a continué pour observer que pendant que les véhicules électriques deviennent de plus en plus communs, ce problème est susceptible d'être compliqué. Les analystes industriels prévoient que cette année, seule Chine produira de 500 000 T de batteries lithium-ion utilisées et d'ici 2030, le nombre mondial frapperont 2 millions de T par an.
La CSIRO recherchent le meneur d'équipe Anand Bhatt expliqué dans une entrevue récente avec la future technologie de puissance de magazine numérique que des technologies de batterie au plomb sont déjà considérées technologie “verte” parce qu'elles sont activement rassemblées et réutilisées à un taux de pourcentage élevé, quelque chose qui ne se produit pas avec des batteries lithium-ion. Bhatt a continué pour expliquer cela réutilisant des batteries lithium-ion est concentré sur la récupération des matériaux de haute valeur choisis. Une des questions est que les avancements de batterie peuvent réduire les sciences économiques de la réutilisation. Par exemple, la batterie de phosphate de fer de lithium ne contient aucun cobalt de haute valeur, qui est l'un des conducteurs économiques principaux pour la réutilisation. La technologie de batterie au lithium étudie le lithium-soufre comme composante clé en technologie naissante de batterie au lithium, en particulier pour des véhicules électriques, due à sa capacité de mémoire de plus haute énergie. Cependant, le lithium-soufre est inapproprié pour les usines de réutilisation actuelles, il a également peu de valeur économique, et le métal de lithium dans des ces batteries peut poser des problèmes une fois exposé à l'air et à l'humidité.
Quand des batteries lithium-ion sont réutilisées, elles subissent un processus à hautes températures de fonte. L'opération est effectuée dans les bâtiments spécifiques, qui sont chers de construire et utiliser et exiger de l'équipement particulier de traiter les émissions toxiques produites par le processus de fonte. En dépit du coût, le de la génération actuelle des usines de réutilisation est incapable d'extraire tous les matériaux de batterie lithium-ion. Les batteries lithium-ion ont également une structure compliquée ; en revanche, des batteries au plomb sont facilement démontées. L'avance, qui explique approximativement 60% du poids d'une batterie, peut être séparée rapidement des autres composants, ayant pour résultat presque 100% de l'avance étant réutilisée.
La réutilisation limitée de batterie au lithium existe dans la plupart des pays et le rapport de la CSIRO suggère que si l'industrie et la nouvelle technologie peuvent fonctionner ensemble, la réutilisation efficace puisse être établie et fournir des données à valeur ajoutée à la production de ressource. La clé, l'équipe de Bhatt dit, est de détourner des batteries de la décharge - faire ceci exige une approche de réglementation combinée, de nouvelles solutions de la science et un investissement - et éducation des consommateurs.
Où à pour le lithium ?
Non seulement les batteries lithium-ion doivent-elles intensifier à leurs « qualifications vertes » avec réutiliser mieux des options, mais pour quelques experts, comme Graham Conway, l'ingénieur principal au Southwest Research Institute d'organisation de recherche et développement des USA, l'idée “des émissions zéro” est fallacieux. Conway dit que des émissions sont actuellement mesurées à partir de la tuyère - aucune tuyère, aucune émissions - mais elles devraient, en fait, être mesurées à partir des émissions du berceau au tombeau et mesurantes produites par la production du véhicule, du mien des minerais de la cru-terre exigés pour des batteries lithium-ion et de la production lourde d'énergie des batteries elles-mêmes. Conway croit que l'avenir est énergie des combustibles organiques et des énergies renouvelables, et pour un plus grand équipement, piles à combustible d'hydrogène. Mais la meilleure technologie serait hybridation - quand la puissance et les moteurs à combustion interne de batterie fonctionnent ensemble pour ouvrir l'efficacité maximum des moteurs à combustion interne.
O'Dette convient que la technologie de pile à combustible peut avoir un avenir : « La technologie de pile à combustible a fait quelques grandes avances pendant les 10 dernières années et elle semble raisonnable dans des applications extrêmement grandes, » il dit, mais ce qui l'excite est davantage l'idée du remplissage inductif, « où les opérateurs gareront simplement le chariot élévateur à côté d'une protection d'induction pour charger - aucune prises, aucun câbles, » des muses O'Dette.
Le bas majestueux indique que les nouvelles technologies qui ont attiré son attention incluent le graphene et les batteries à semi-conducteur, mais il croit que ce ne seront pas courant principal à moins qu'elles soient commercialement viables.
En dépit de l'entretien des solutions de rechange, la puissance de batterie est toujours la technologie la plus viable, en particulier avec la R&D des matériaux d'électrode. Les experts prévoient que la capacité de batteries lithium-ion augmentera jusqu'à de 40% avec plus de développement. Les avances sont rendues possibles par les anodes qui augmentent leur capacité en enrichissant le matériel avec du silicium et les électrolytes stables à haute tension qui améliorent de manière significative les performances des cathodes.
La technologie de batterie lithium-ion continuera assurément à améliorer et développer les avantages de la densité, des performances, de l'efficacité, et de la facilité d'utilisation de haute énergie qui les ont rendues déjà si populaires. Mais, jusqu'à ce que les batteries lithium-ion coûtées près des prix de batterie au plomb, d'acide de plomb continuent à être le choix préféré dans un certain nombre de secteurs de manipulation du matériel.
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