Transpallet elettrico con batteria al litio
I carrelli industriali a trazione elettrica sono alimentati da batterie. Questo vale per veicoli come i muletti e i transpallet. Le batterie ricaricabili hanno una struttura specifica per soddisfare i requisiti specifici della logistica.
Struttura
I muletti e i transpallet alimentati elettricamente sono dotati di elementi galvanici. La batteria è composta da diverse celle collegate in parallelo. La capacità della batteria dipende dal numero di celle. La struttura comprende i seguenti componenti:
- polo negativo costituito da metallo con anodo a carica positiva
- polo positivo in ossido di metallo con catodo con carica negativa
- un elettrolita come mezzo per il flusso degli ioni
- piastra di separazione o separatore
Funzione
Se il muletto richiede energia per sollevare il montante, ad esempio, gli elettroni con carica negativa passano dal catodo attraverso l’elettrolita all’anodo durante il processo di elettrolisi. Devono passare attraverso il separatore, che è permeabile agli ioni. Allo stesso tempo, però, non è elettricamente conduttivo e quindi impedisce il cortocircuito nelle celle. Durante questo processo, la densità dell’acido nella batteria diminuisce e la tensione della cella si riduce.
Durante la ricarica, la densità dell’acido aumenta nuovamente perché gli elettroni si staccano dall’anodo e ripristinano il gradiente di carica originale. I processi elettrochimici della batteria sono quindi reversibili. La ricarica avviene con corrente continua: il caricabatterie trasforma la tensione di rete nella tensione richiesta dalla batteria.
Se l’elettrolita è a base d’acqua, è necessario un rifornimento regolare di acqua. Ciò comporta un certo lavoro di manutenzione per l’operatore e i carrelli industriali non sono disponibili durante la manutenzione.
Batteria di trazione
Le batterie utilizzate nei carrelli industriali sono le cosiddette batterie di trazione. Si differenziano dalle batterie di avviamento convenzionali, come quelle utilizzate nelle automobili o nei carrelli elevatori con motore a combustione, per una serie di aspetti fondamentali.
Si notano le seguenti differenze::
- Le batterie di trazione hanno una maggiore stabilità meccanica delle celle.
- Le batterie di avviamento sono progettate solo per l’erogazione a breve termine di elevate quantità di energia.
- Le batterie di trazione raggiungono una tensione operativa più elevata collegando le celle in serie.
- Le batterie di trazione hanno una capacità superiore.
Tipologie
Attualmente esistono batterie per carrelli industriali di diverse tipoliogie. Tra le più comuni vi sono le seguenti:
Batterie al piombo
In questo modello, l’anodo è fatto di piombo e l’ossido di piombo è usato per il catodo. L’acido solforico diluito con acqua distillata funge da elettrolita. Rispetto alla batteria agli ioni di litio presenta le seguenti proprietà:
- prezzo di acquisto vantaggioso
- prestazioni elevate
- tempi di ricarica lunghi
- densità energetica bassa
- ricarica frequente dell’acqua
Batterie agli ioni di litio
Le batterie agli ioni di litio sono presenti in molti transpallet di oggi. L’elettrolita è anidro, l’elettrodo negativo è costituito da grafite e l’elettrodo positivo da ossido di metallo. Questa tecnologia di batterie è caratterizzata dalle seguenti caratteristiche:
- densità di energia elevata
- durata di vita lunga
- tempi di ricarica brevi
- efficienza elevata
- prezzo di acquisto elevato
Batterie al nichel-cadmio
Le batterie al nichel-cadmio utilizzano una soluzione di idrossido di potassio come catalizzatore. L’effetto memoria non si verifica più nelle nuove generazioni. Rappresentano un’alternativa alle batterie al piombo, con le seguenti differenze:
- correnti di carica e scarica più elevate
- autoscarica bassa
- adatto per carichi intermedi (per carrelli industriali con funzionamento su più turni)
- meno sensibile alla temperatura
Batterie al piombo gel
Le batterie al piombo-gel hanno la particolarità di non richiedere manutenzione. L’utente non ha bisogno di rabboccare acqua per tutta la durata della batteria. Grazie all'aggiunta di silice, il produttore garantisce che l’elettrolita di questa batteria non sia più liquido. A differenza delle batterie a celle umide, la capacità nominale è solo del 60% invece che dell’80%.
Scelta
Le aziende di logistica si trovano a dover scegliere la giusta tecnologia delle batterie per svolgere i propri compiti di trasporto con i carrelli industriali. Nell’intralogistica ad alte prestazioni, le batterie agli ioni di litio o al nichel-cadmio sono un’ottima scelta perché la loro densità energetica e le correnti di carica e scarica sono adatte alle applicazioni più esigenti.
Quando in un’azienda l’uso dei carrelli industriali ha un ruolo subordinato, possono essere prese in considerazione le batterie al piombo-acido o al piombo-gel in quanto batterie di trazione vantaggiose.
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