Co jest lepsze: bateria litowa, bateria grafenowa czy bateria kwasowo-ołowiowa?

Wraz z popularnością pojazdów elektrycznych coraz więcej osób zaczyna zwracać uwagę na akumulator. Akumulator jest magazynem energii pojazdów elektrycznych. Pojazdy elektryczne podczas ładowania przekształcają energię elektryczną w energię chemiczną i przechowują ją w akumulatorze. Podczas korzystania z pojazdów elektrycznych silnik przekształca energię chemiczną w akumulatorze w energię mechaniczną, dzięki czemu pojazdy elektryczne mogą poruszać się po drodze. Ponieważ akumulator jest źródłem zasilania pojazdów elektrycznych, jakie rodzaje akumulatorów są obecnie stosowane w pojazdach elektrycznych i który akumulator jest lepszy?

Po szybkim rozwoju pojazdów elektrycznych w ostatnich latach, akumulatory stosowane w pojazdach elektrycznych dzielą się głównie na akumulatory litowe, akumulatory grafenowe i akumulatory kwasowo-ołowiowe. Co jest lepsze, baterie litowe, baterie grafenowe i baterie kwasowo-ołowiowe,

Porównanie baterii litowej, baterii grafenowej i baterii kwasowo-ołowiowej

一, Zalety i wady baterii litowej

1. Gęstość energii jest wysoka, a jej objętościowa gęstość energii i masowa gęstość energii mogą osiągnąć 450 W. h/dm3 i 150W. h/kg i nadal rosną.

2. Średnie napięcie wyjściowe jest wysokie (około 3,6 V), czyli 3 razy większe niż w przypadku akumulatorów Ni Cd i Ni l.

3. Wysoka moc wyjściowa.

4. Samorozładowanie jest niewielkie, mniej niż 10% miesięcznie, mniej niż połowa Ni Cd i Ni Ml.

5. Bez efektu pamięci, takiego jak akumulatory Ni Cd i Ni MH, wydajność cyklu jest lepsza.

6. Można go szybko ładować i rozładowywać, a pojemność może osiągnąć ponad 80% pojemności nominalnej przy ładowaniu w temperaturze 1°C.

7. Wysoka skuteczność ładowania, w zasadzie 100% już po pierwszym cyklu.

8. Zakres temperatur pracy jest szeroki, - 30 ~ +45 ℃. Oczekuje się, że wraz z udoskonaleniem elektrolitu i elektrody dodatniej zakres ten zostanie rozszerzony do -40~+70 ℃, a niska temperatura może wzrosnąć do -60 ℃.

9. Nie wymaga konserwacji.

10. Jest „przyjazna” dla środowiska i nazywa się ją zieloną baterią.

11. Długa żywotność, 100% DOD może być ładowany i rozładowywany ponad 900 razy; Podczas ładowania i rozładowywania na małej głębokości (30% DOD) liczba cykli przekroczyła 5000.

Wady baterii litowej

1. Koszt jest wysoki, głównie ze względu na wysoką cenę materiału katody LiC002. Dzięki ciągłemu rozwojowi technologii katodowej jako katodę można stosować LiMn204, LiFeP04 itp., co, jak się oczekuje, znacznie obniży koszt akumulatorów litowo-jonowych;

2. Musi istnieć specjalny obwód zabezpieczający, aby zapobiec przeładowaniu lub nadmiernemu rozładowaniu;

3. Kompatybilność ze zwykłymi akumulatorami jest słaba, ponieważ akumulatory litowo-jonowe można wymienić tylko w przypadku użycia trzech zwykłych akumulatorów (3,6 V).


二, Zalety i wady baterii grafenowej


Bateria grafenowa: Bateria grafenowa to płaska folia o strukturze plastra miodu utworzona przez atomy węgla w drodze hybrydyzacji sp2. Jest to quasi dwuwymiarowy materiał o tylko jednej grubości warstwy atomowej, dlatego nazywany jest również grafitem z warstwą jednoatomową. Opracowano nowy akumulator energetyczny oparty na szybkim i dużym ruchu wahadłowym jonów litu pomiędzy powierzchnią grafenu a elektrodą.

1. Pojemność magazynowania energii jest trzykrotnie większa od najlepszego produktu dostępnego obecnie na rynku. Energia właściwa baterii litowej (w zależności od najbardziej zaawansowanej) wynosi 180wh/kg, podczas gdy energia właściwa baterii grafenowej wynosi ponad 600whkg.

2. Pojazd elektryczny zasilany tym akumulatorem może przejechać maksymalnie 1000 kilometrów, a czas jego ładowania wynosi niecałe 8 minut.

3. Długa żywotność. Jego żywotność jest czterokrotnie dłuższa w przypadku tradycyjnego akumulatora uwodornionego i dwukrotnie dłuższa w przypadku akumulatora litowego.

4. Lekka. Właściwości grafenu mogą zmniejszyć wagę akumulatora o połowę w stosunku do tradycyjnego akumulatora, co może poprawić wydajność maszyny ładującej akumulator.

5. Grafen ma więcej zalet niż tradycyjne baterie. Jego żywotność jest dwukrotnie dłuższa w przypadku akumulatorów litowych i czterokrotnie dłuższa w przypadku akumulatorów uwodornionych.

6. Ma większą prędkość ładowania i jest trwalszy niż bateria litowa w wysokiej temperaturze.


Wady baterii grafenowej:

1. Obecnie rozcieńczenie grafitu nie osiągnęło etapu praktycznego, a przed masową produkcją pozostaje jeszcze długa droga.

2. Te baterie grafenowe dostępne na rynku nie są czystymi bateriami grafenowymi. Są po prostu domieszkowane niektórymi technologiami związanymi z grafenem w oparciu o baterie litowe. W porównaniu z tradycyjnymi akumulatorami litowymi, poprawa wydajności, jaką przynoszą, jest tylko niewielka. Ponadto koszt grafenu jest bardzo wysoki, podobnie jak proces jego wytwarzania. Proces produkcji baterii grafenowych nie jest jeszcze wystarczająco dojrzały. Obecnie znajduje się on jedynie w fazie laboratoryjnej i nie może osiągnąć poziomu produkcji masowej.

3. Niekompatybilne cechy procesu. Oznacza to, że nadmierna powierzchnia właściwa grafenu spowoduje wiele problemów procesowych związanych z dyspersją i homogenizacją zawiesiny istniejących akumulatorów litowo-jonowych. Jeśli proces dostosowywania fabryki akumulatorów zostanie wyczerpany, a przestrzeni na zysk nie będzie wystarczająco dużo, napędzanej przełomowym postępem wskaźników wydajności, kto będzie chętny na korzystanie z tej technologii? Na właściwości powierzchni grafenu duży wpływ ma stan chemiczny i istnieje wiele problemów związanych ze stabilnością partii, żywotnością cyklu itp., które obecnie nie spełniają szczegółowych wymagań dotyczących produkcji baterii litowych.


三, Zalety i wady akumulatora kwasowo-ołowiowego

Akumulator kwasowo-ołowiowy to rodzaj akumulatora, którego bieguny dodatnie i ujemne składają się głównie z ołowiu i jego tlenków, a elektrolitem jest roztwór kwasu siarkowego. Kiedy akumulator kwasowo-ołowiowy się rozładowuje, głównym składnikiem bieguna dodatniego jest dwutlenek ołowiu, a głównym składnikiem bieguna ujemnego jest ołów; Podczas ładowania głównymi składnikami elektrod dodatnich i ujemnych jest siarczan ołowiu.

Zalety akumulatora kwasowo-ołowiowego

1. Niska cena: Akumulator kwasowo-ołowiowy jest bardzo tani ze względu na niski koszt produkcji, prosty proces produkcyjny i niską cenę surowca. Ponadto zużyty akumulator kwasowo-ołowiowy można poddać recyklingowi, dzięki czemu przy kolejnej wymianie akumulatora stary akumulator będzie można wymienić na nowy, a część środków pieniężnych można zaliczyć w poczet kosztów, obniżając koszt zakupu.

2. Wysoki poziom bezpieczeństwa: stabilność akumulatora kwasowo-ołowiowego jest bardzo dobra, nawet jeśli jest ładowany przez długi czas podczas użytkowania, nie stwierdzono eksplozji ani innych problemów, a poziom bezpieczeństwa akumulatora kwasowo-ołowiowego jest wysoki.

3. Możliwość naprawy: Chociaż akumulator kwasowo-ołowiowy może podczas użytkowania krystalizować lub zasiarczać, można go naprawić i używać przez pewien czas po naprawie, zatem akumulator kwasowo-ołowiowy można naprawić, w przeciwieństwie do akumulatora litowego, którego nie można naprawić po naprawie występują problemy.


Wady akumulatora kwasowo-ołowiowego:

1. Duża objętość i duża waga: proces produkcji akumulatorów kwasowo-ołowiowych stanowi problem. Jeśli pojemność akumulatorów kwasowo-ołowiowych ma zostać zwiększona, potrzebna jest większa objętość, a ciężar stanie się większy, co sprawi, że poruszanie się będzie niewygodne.

2. Krótka żywotność: Akumulator kwasowo-ołowiowy jest ładowany i rozładowywany około 300-350 razy i może być używany normalnie przez około 2-3 lata.

3. Zanieczyszczenie środowiska: Chociaż kadm nie jest już stosowany w akumulatorach kwasowo-ołowiowych, nadal będzie powodować zanieczyszczenie środowiska, takie jak zanieczyszczenie wody i gleby.

Wniosek: Na podstawie powyższego porównania warunków bateria litowa ma więcej zalet niż bateria grafenowa i bateria kwasowo-ołowiowa pod względem dojrzałości technologii badawczo-rozwojowej, kosztów produkcji, korzyści ekonomicznych na rynku i ochrony środowiska.