Batterie al litio: tutti i vantaggi per i carrelli elevatori
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Come rendere un magazzino efficiente, sicuro e a zero emissioni
Le batterie al litio rappresentano un’innovativa tecnologia di alimentazione dei carrelli elevatori sempre più diffusa in alternativa alle batterie al piombo-acido; le batterie agli ioni di litio garantiscono leggerezza, ricariche veloci e maggior contenuto energetico a parità di peso e per questo sono sempre più utilizzate nella logistica, dove i carrelli elevatori elettrici possono assicurare maggiore produttività ed efficienza, oltre a risparmio energetico e emissioni zero, fattori particolarmente importanti in diversi settori.
Come funzionano le batterie al litio
Le batterie agli ioni di litio immagazzinano l’energia prodotta da un processo chimico, per spiegare come funzionano le batterie al litio è necessario descrivere prima la loro struttura.
Sono batterie ricaricabili costituite da celle singole, identiche fra loro, collegate in serie e/o in parallelo a seconda della tensione e delle capacità totali della batteria.
Le celle della batteria sono formate da diversi elementi:
- Elettrodi positivi o catodi: composti da ossidi metallici, detti anche metalli di transizione, nel caso delle batterie al litio da un ossido metallico di litio, che può contenere anche nichel, manganese e cobalto.
- Elettrodi negativi o anodi: composti da un composto carbonioso come la grafite.
- Elettrolita: costituito da un sale di litio disciolto in un solvente organico o in una loro miscela, ha la funzione di portatore di carica e permette agli ioni di litio di muoversi nella cella tra anodo e catodo.
- Separatore: realizzato in materiale solido polimerico o in tessuto non tessuto, consente il passaggio degli ioni di litio, impedendo al tempo stesso i cortocircuiti.
Il funzionamento delle batterie al litio si basa sul movimento degli ioni di litio fra gli elettrodi della batteria.
Nella fase di carica, lo ione di litio passa dall’elettrodo positivo a quello negativo, mentre in quella di scarica si trasferisce dall'anodo al catodo, erogando la corrente necessaria per il funzionamento del dispositivo o del carrello elevatore.
Quali sono i vantaggi delle batterie al litio?
Le batterie Li-ION sono gli accumulatori di energia più potenti presenti sul mercato attuale, soprattutto grazie alla loro capacità elevata che garantisce altissime prestazioni con dimensioni compatte.
Ecco tutti i vantaggi delle batterie agli ioni di litio.
Maggior efficienza operativa
Le batterie agli ioni di litio garantiscono una maggiore quantità di energia a parità di volume e di massa rispetto alle batterie al piombo tradizionali che permette di stoccare una maggiore quantità di energia in un volume e peso ridotti rispetto alle batterie al piombo. Inoltre, mantengono prestazioni costanti anche quando la carica è quasi esaurita, garantendo un output energetico uniforme e affidabile durante l'intero ciclo di scarica.
Aumento della produttività
Il tempo di utilizzo della batteria è notevolmente maggiore rispetto al tempo di ricarica, inoltre, è possibile effettuare un numero elevato di ricariche della batteria, senza comprometterne la capacità o la durata. Questo minimizza i tempi di inattività delle macchine che possono così operare più a lungo con tempi di ricarica più brevi. Il loro ampio amperaggio le rende ideali per applicazioni che richiedono grandi quantità di energia, potenziando ulteriormente la produttività operativa.
Riduzione dei costi operativi
Utilizzare batterie agli ioni di litio può significare una notevole riduzione dei costi operativi grazie alla loro bassa manutenzione e al minor numero di sostituzioni necessarie nel tempo. La bassa autoscarica di soli 1-2% al mese rappresenta un altro vantaggio chiave, preservando la carica durante periodi di non utilizzo e riducendo la necessità di ricariche frequenti.
Miglioramento della sicurezza
La sicurezza è una priorità per qualsiasi operazione e le batterie al litio offrono miglioramenti significativi in questo ambito. Il sistema di gestione della batteria (BMS - Battery Management System) impedisce scariche profonde che potrebbero danneggiare la batteria, mentre l'assenza dell'effetto memoria assicura che la capacità della batteria rimanga stabile nel tempo, prevenendo malfunzionamenti.
Ottimizzazione dello spazio e della capacità di carico
Il design compatto e leggero delle batterie al litio permette di ottimizzare lo spazio disponibile e aumentare la capacità di carico. Questo è essenziale per applicazioni in ambienti con limitazioni di spazio o dove il peso è un fattore critico, come nei veicoli elettrici o in dispositivi portatili ad alta energia.
Quali sono gli svantaggi delle batterie agli ioni di litio?
Naturalmente anche le batterie al litio presentano alcuni svantaggi, che tuttavia risultano notevolmente inferiori rispetto ai vantaggi:
- Progressivo decadimento: esaurito il numero di ricariche segnalato dal produttore, la batteria non accumula più energia correttamente e tende a garantire energia per minor tempo.
- Sensibilità al calore: il calore è il nemico maggiore delle batterie agli ioni di litio, per garantire sempre le massime prestazioni della batteria, è importante evitare i surriscaldamenti e mantenere gli accumulatori a temperatura ambiente.
- Possibilità di incendio della batteria: anche se le batterie al litio sono dotate di dispositivi di sicurezza che prevengono sovraccarichi ed esplosioni, il litio è un materiale reattivo, sensibile alla temperatura e per questo le batterie possono provocare incendi in caso di eccessivo surriscaldamento o di danneggiamento dello strato protettivo.
- Smaltimento e riciclo: le componenti della batteria devono essere smaltite come rifiuti pericolosi, al momento non esiste ancora in Italia un processo di smaltimento delle batterie al litio in grado di recuperare e riutilizzare le materie prime contenute nella batteria.
Perché scegliere i carrelli elevatori elettrici con batteria al litio
Fra i sistemi di alimentazione per carrelli elevatori, la batterie al litio rappresentano una scelta innovativa, in grado di garantire elevati livelli di produttività, sicurezza e rispetto dell’ambiente.
Ecco tutti i vantaggi dei carrelli elevatori elettrici con batterie Li-ION:
- Possono essere ricaricati in qualsiasi momento anche in pause brevi, garantendo la possibilità di lavorare su più turni e aumentando la disponibilità dei carrelli elevatori
- Non è necessario sostituire la batteria, attività dispendiosa sia in termini di costi e tempo.
- Riduce i costi energetici, le batterie al litio durano di più e sono in grado di accumulare una maggiore quantità di energia.
- Non c’è alcuna diminuzione delle prestazioni della batteria anche se il livello di carica è in calo.
- Non emette gas, i carrelli elevatori con batterie Li-ION possono quindi essere utilizzati in qualsiasi ambiente senza la necessità di una ventilazione particolare anche nelle aree di ricarica.
È possibile aggiornare un carrello elevatore esistente con una batteria al litio?
È possibile aggiornare un carrello elevatore esistente con una batteria al litio, ci sono però delle modifiche da fare.
L'installazione su un carrello progettato originariamente per le batterie al piombo acido necessita di verifiche sulla compatibilità del sistema elettrico e degli spazi di alloggiamento, oltre a garantire che la nuova batteria rispetti i requisiti di sicurezza e di peso del carrello. Sebbene questo aggiornamento richieda un investimento iniziale superiore rispetto alla sostituzione standard con una batteria al piombo acido, offre vantaggi significativi, tra cui minori tempi di ricarica e una migliore efficienza energetica.
Come ricaricare le batterie al litio dei carrelli elevatori
Le batterie al litio possono essere ricaricate in qualsiasi momento, qualunque sia il livello di carica e la ricarica intermedia può anche essere parziale. Per questo sono la soluzione ideale per i carrelli elevatori ed i transpallet elettrici, perché consentono di ricaricare la batteria anche in una pausa di lavoro, consentendo un utilizzo continuativo dei mezzi e una maggiore produttività.
Per ricaricare correttamente una batteria agli ioni di litio è importante adottare alcuni comportamenti specifici per evitare danni alla batteria e prolungarne la vita:
- Ricaricare la batteria dei carrelli elevatori evitando i sovraccarichi: le batterie al litio di ultima generazione sono dotate di un sistema di gestione della carica della batteria in grado di impedire il sovraccarico.
- Ricaricare la batteria prima che si scarichi completamente: le batterie agli ioni di litio dei carrelli elevatori sono dotate di un sistema di autospegnimento per evitare la scarica profonda; quando la batteria si scarica completamente esaurisce, infatti, la sua capacità di accumulo di energia e in alcuni casi può compromettere o addirittura distruggere la batteria stessa, rendendola inutilizzabile.
- Effettuare ricariche intermedie della batteria con il caricatore adatto: per evitare danni alla batteria è importante fornire la corretta tensione in fase di carica, utilizzando sempre il caricabatteria originale o con l’amperaggio giusto indicato dal produttore della batteria. I carrelli elevatori elettrici Li-ION Linde sono dotati di caricabatterie integrati che consentono di ricaricare la batteria in qualsiasi punto del magazzino, senza smontare la batteria garantendo sempre l’amperaggio corretto ed evitando quindi danni all’accumulatore.
- Ricaricare completamente la batteria in un locale idoneo: per evitare danni alla batteria e al carrello elevatore, durante la ricarica completa è importante smontare la batteria dal muletto e ricaricarla in un locale idoneo si effettua una carica completa della batteria è importante lontano da fonti di calore e materiali infiammabili, evitando le temperature estreme inferiori ai -10 gradi e superiori ai 40° Celsius.
Quanto durano le batterie al litio per carrelli elevatori?
Le batterie al litio per carrelli elevatori offrono una longevità notevolmente superiore rispetto alle tradizionali batterie al piombo acido. In termini concreti, una batteria al litio può sostenere tra i 2.000 e i 4.000 cicli di ricarica,a seconda di variabili come la marca, la qualità dei componenti utilizzati, le condizioni operative e la manutenzione ricevuta. Questi fattori permettono alle batterie al litio di avere una vita utile che oscilla tra i 5 e i 10 anni. A differenza delle batterie tradizionali, le batterie al litio mantengono una performance costante per tutta la loro durata e richiedono meno manutenzione. Questo significa che non solo durano più a lungo, ma riducono anche i tempi di fermo del carrello elevatore e i costi operativi legati alla sostituzione e manutenzione della batteria.
Come si effettua la manutenzione delle batterie al litio?
La manutenzione delle batterie al litio per carrelli elevatori è notevolmente ridotta rispetto a quella richiesta dalle batterie al piombo acido le quali, invece, necessitano di controlli regolari del livello dell'elettrolito e ricariche di acqua distillata. Per mantenere in efficienza una batteria al litio, è essenziale tenere pulita la batteria e controllare periodicamente i terminali e le connessioni, assicurandosi che siano ben fissati e privi di corrosione. È anche fondamentale seguire le indicazioni del produttore riguardo ai cicli di carica e scarica per massimizzare la vita utile della batteria.
Le batterie al litio sono spesso dotate di sistemi di gestione integrati (BMS) che monitorano costantemente lo stato della batteria e offrono protezione contro il sovraccarico, semplificando ulteriormente la manutenzione. Queste tecnologie avanzate non solo migliorano l'efficienza operativa, ma riducono anche la necessità di interventi manutentivi frequenti.
Come conservare le batterie al litio
Quando le batterie non vengono utilizzate per un lungo periodo è importante conservarle nel modo corretto, per preservare l’efficienza e la vita della batteria al litio:
- scegliere un luogo asciutto e privo di umidità: lo stoccaggio delle batterie agli ioni di litio deve avvenire in condizioni di sicurezza, in locali asciutti con temperatura compresa fra i 6° e i 15° C, il litio a contatto con l’acqua genera una reazione chimica che porta alla formazione di liscivia tossica e di idrogeno infiammabile. è possibile conservare le batterie anche in frigoriferi o celle frigorifere, in questo caso devono però essere imballate a tenuta stagna per evitare che la condensa possa penetrare nella batteria e danneggiarla;
- non conservare la batteria scarica: per prevenire una scarica profonda è necessario conservare la batteria con una carica dal 50 al 70%;
- conservare la batteria separata dal dispositivo o dal carrello elevatore: eventuali perdite di liquido di raffreddamento o liquido dei freni potrebbero innescare reazioni chimiche con i componenti della batteria e al tempo stesso l’incendio dei materiali e delle sostanze dell’accumulatore potrebbero danneggiare il muletto.
Quali sono le differenze tra le batterie al litio e quelle al piombo acido?
Le batterie al litio e al piombo acido differiscono significativamente per prestazioni e costi, soprattutto nell'uso con carrelli elevatori. Le batterie al litio si distinguono per una maggiore efficienza energetica, minori tempi di ricarica e una durata superiore, a fronte delle più tradizionali al piombo acido, che richiedono lunghe ricariche e una costante manutenzione.
In termini di costi, quali sono i costi delle batterie al litio rispetto alle batterie al piombo-acido? Sebbene le batterie al litio presentino un costo iniziale più alto, questo viene compensato dai ridotti costi operativi, dall'assenza di manutenzione periodica e da una maggiore longevità, rendendole un investimento economicamente vantaggioso nel tempo. La scelta tra i due tipi dovrebbe basarsi sulle specifiche necessità operative e sull'analisi del ritorno economico atteso.
In conclusione, nonostante il prezzo iniziale più elevato, le batterie al litio offrono vantaggi significativi in termini di prestazioni e sostenibilità operativa, rendendole una scelta prevalente in diversi ambiti industriali e logistici. Per una decisione informata, è consigliabile valutare le proprie esigenze e considerare un'analisi costi-benefici attraverso l'intero ciclo di vita della batteria, eventualmente con il supporto di un consulente specializzato.
Scegliere le batterie al litio aiuta a migliorare l’efficienza e la produttività
I notevoli vantaggi delle batterie al litio le rendono il sistema di alimentazione ideale per i carrelli elevatori per ogni tipo di applicazione, le continue innovazioni nel settore hanno permesso di progettare e sviluppare muletti elettrici con prestazioni sempre più elevate, in grado di garantire le stesse performance dei carrelli termici, in termini di potenza e capacità di carico.
La tecnologia Li-ION dei carrelli elevatori elettrici Linde garantisce la massima disponibilità e flessibilità dei mezzi, mentre la combinazione di batteria e caricabatteria per batterie agli ioni di litio Linde aumenta il livello di efficienza fino al 30% rispetto alle batterie al piombo-acido.
Grazie a questa tecnologia innovativa, nascono le prestazioni eccezionali della serie X e E di carrelli elevatori Linde:
- i carrelli elettrici serie X Linde assicurano le stesse performance dei carrelli elevatori termici;
- i carrelli elettrici E100-180 Linde sono in grado di sollevare e trasportare fino a 18 tonnellate, garantendo una riduzione del 70% delle emissioni di CO2.
I carrelli elevatori con batteria al litio sono quindi la soluzione ideale per migliorare l’efficienza e la produttività del magazzino in diversi settori, soprattutto in quelli che devono garantire l’assenza di emissioni all’interno dell’ambiente di lavoro.
