En varios escenarios industriales, las grúas, como equipo clave de manipulación de materiales, realizan tareas de elevación pesadas.su rendimiento afecta directamente a la eficiencia del trabajo, estabilidad y vida útil de las grúas.

I. Tipos y características de las baterías de grúa

(1) Baterías de plomo y ácido - el soporte tradicional

Las baterías de plomo-ácido tienen una larga historia de aplicación en el campo de las grúas y son actualmente el tipo más común.Utiliza plomo y sus óxidos como electrodos y solución de ácido sulfúrico como electrolitoLa ventaja destacada de este tipo de baterías radica en su coste relativamente bajo y en su tecnología madura, con un rendimiento de alto coste.Las baterías de plomo-ácido de 12 V comunes se utilizan ampliamente en grúas pequeñas y medianasPuede proporcionar una gran corriente de arranque para satisfacer la demanda instantánea de gran potencia de las grúas.Las baterías de plomo-ácido pueden garantizar una gran potencia de salida durante cada elevaciónAdemás, las materias primas de las baterías de plomo-ácido están ampliamente disponibles y el proceso de producción está maduro, lo que garantiza un suministro estable en el mercado.Las baterías de plomo-ácido también tienen algunas desventajas obviasSu densidad energética es relativamente baja, lo que significa que, con la misma potencia, la batería tiene un gran volumen y peso, lo que supone inconvenientes para la instalación y el transporte.su velocidad de carga es lentaLa carga completa puede tardar varias horas, lo que afectará al tiempo de funcionamiento continuo de la grúa.después de 300 a 800 ciclos de carga y descarga, el rendimiento disminuirá significativamente.

(2) Baterías de iones de litio: una fuerza emergente

Con la continua innovación de la tecnología de las baterías, las baterías de iones de litio están surgiendo gradualmente en el campo de las grúas.puede almacenar más energía en un volumen y peso más pequeñosPor ejemplo, en algunas grúas interiores o grúas de contenedores portuarios con requisitos estrictos de espacio y peso, las ventajas de las baterías de iones de litio son particularmente obvias.Tomando como ejemplo el paquete de baterías de iones de litio utilizado en una grúa de contenedores portuaria determinada, en comparación con las baterías de plomo-ácido tradicionales, su peso se reduce en aproximadamente un tercio, pero puede proporcionar la misma potencia de salida o incluso más duradera,mejora considerablemente la eficiencia de utilización de la energía de la grúaLas baterías de iones de litio también tienen la ventaja de una velocidad de carga rápida.acortando eficazmente el tiempo de espera en tiempo de inactividad y mejorando la eficiencia de funcionamiento de la grúaAdemás, la vida útil de las baterías de iones de litio es relativamente larga, hasta 1000-3000 ciclos de carga-descarga, lo que reduce el coste de uso a largo plazo.la desventaja de las baterías de iones de litio es que el coste es relativamente alto, la inversión inicial es grande y se requiere que el sistema de gestión de la batería sea más estricto para garantizar su seguridad y estabilidad.

II. Principios de funcionamiento de las baterías de grúa

Ya sea una batería de plomo-ácido o una batería de iones de litio,sus principios de funcionamiento logran esencialmente la conversión mutua de energía eléctrica y energía química mediante reacciones electroquímicas.

Durante el proceso de descarga de una batería de plomo-ácido,El dióxido de plomo en el electrodo positivo y el plomo en el electrodo negativo reaccionan con el electrolito de ácido sulfúrico respectivamente para formar sulfato de plomoEn este proceso, los electrones fluyen desde el electrodo negativo al electrodo positivo a través del circuito externo, generando así una corriente eléctrica para suministrar energía a la grúa.,bajo la acción de una fuente de energía externa, el sulfato de plomo se reduce a dióxido de plomo y plomo respectivamente, completando el almacenamiento de energía eléctrica en energía química.

Cuando una batería de iones de litio está funcionando, durante el proceso de descarga, los iones de litio en el electrodo negativo se escapan de la red de materiales de electrodos negativos como el grafito,pasar a través del electrolito e incrustar en los materiales del electrodo positivoAl mismo tiempo, los electrones fluyen desde el electrodo negativo al electrodo positivo a través del circuito externo para formar una corriente eléctrica que impulsa la grúa a funcionar.el proceso se invierte, y los iones de litio escapan del electrodo positivo, pasan a través del electrolito y regresan al electrodo negativo para incrustarse en la red, realizando el almacenamiento de energía eléctrica.

III. Factores que afectan al rendimiento de las baterías de grúa

(1) Medio ambiente de trabajo

Las grúas suelen funcionar en diversos entornos complejos, y la temperatura tiene un impacto significativo en el rendimiento de la batería.la velocidad de reacción química interna de las baterías de plomo-ácido se acelera, lo que dará lugar a una mayor pérdida de agua en la batería y a una corrosión acelerada de las placas, acortando así la vida útil de la batería; las baterías de iones de litio pueden tener un riesgo de fuga térmica,que afecten a la seguridad y al rendimientoEn entornos de baja temperatura, la conductividad eléctrica del electrolito de la batería se deteriora, la resistencia interna de la batería aumenta,que produce una disminución de la capacidad de la batería y de la potencia de salida, lo que dificulta el arranque de la grúa en climas fríos y debilita su capacidad de elevación.afectando a su selladoEn un entorno industrial con polvo y gases corrosivos, las carcasas y electrodos de las baterías de plomo-ácido y de las baterías de iones de litio pueden erosionarse, afectando así al rendimiento de la batería.

(2) Métodos de carga y descarga

Los métodos irrazonables de carga y descarga son factores importantes que dañan la vida útil de las baterías de grúa.causará sulfatación de las placas de las baterías de plomo-ácido y daños a la estructura de los materiales de los electrodos negativos de las baterías de iones de litio.La carga rápida frecuente puede ahorrar tiempo, pero generará más calor dentro de la batería y acelerará el envejecimiento de la batería.Especialmente para baterías de iones de litioLa carga rápida a largo plazo puede conducir a una atenuación acelerada de la capacidad de la batería.Poner la batería en uso sin suficiente carga también mantendrá la batería en un estado de bajo carga durante mucho tiempo, reduciendo el rendimiento de la batería.

IV. Baterías para grúas en escenarios de aplicación típicos

(1) Emplazamientos de construcción

En los sitios de construcción, las grúas se utilizan para levantar materiales de construcción, con trabajo frecuente y condiciones de trabajo complejas.Las grúas de torre pequeñas utilizan principalmente baterías de plomo-ácido debido a su bajo costo y capacidad para satisfacer las necesidades de arranques y paradas frecuentes y elevación de corta distanciaSin embargo, con la mejora de los requisitos de protección del medio ambiente y eficiencia en la construcción,algunos grandes sitios de construcción han comenzado a introducir grúas eléctricas equipadas con baterías de iones de litioEstas grúas accionadas por baterías de iones de litio no sólo pueden reducir la contaminación acústica, sino también realizar tareas de elevación de larga duración y de alta intensidad de manera más eficiente, mejorando el progreso de la construcción.

(2) Terminales portuarios

Las grúas de las terminales portuarias tienen intensidades de funcionamiento extremadamente altas y requisitos extremadamente altos para la resistencia y estabilidad de la batería.La aplicación de baterías de iones de litio en grúas portuarias está aumentando gradualmenteSu alta densidad energética y sus características de larga vida útil pueden garantizar que las grúas puedan funcionar de forma continua durante mucho tiempo y reducir el número de paradas de carga.para grúas de contenedores de muelle, después de utilizar baterías de iones de litio, no sólo se mejora la eficiencia de funcionamiento, sino que también se reducen los costes de mantenimiento,que está en línea con la tendencia de desarrollo de la explotación verde y eficiente de los puertos.

V. Tendencias futuras de desarrollo

Con el continuo progreso de la ciencia y la tecnología, la tecnología de las baterías de grúa también está innovando y desarrollándose constantemente.se han logrado avances en la investigación y el desarrollo de nuevos materiales para bateríasPor ejemplo, se espera que las baterías de estado sólido se apliquen en el campo de las grúas.una mayor seguridad y una mayor duración del cicloPor otro lado, el sistema de gestión de la batería se volverá más inteligente,capacidad de monitoreo en tiempo real del estado de la batería y control preciso del proceso de carga y descarga, mejorando aún más el rendimiento y la seguridad de las baterías.Las tecnologías de baterías verdes y sostenibles se convertirán en la corriente principal, que no sólo contribuirá a reducir los costes de explotación de las grúas, sino que también promoverá el desarrollo de todo el sector industrial en una dirección más limpia y eficiente.como la clave para el poder de las grúas, cada avance tecnológico supondrá cambios de gran alcance en la producción industrial y desempeñará un papel cada vez más importante en el futuro desarrollo industrial.