Що краще літієвий акумулятор, графеновий акумулятор або свинцево-кислотний акумулятор?

З ростом популярності електромобілів все більше людей починають звертати увагу на акумулятор. Акумуляторна батарея є накопичувачем енергії електромобілів. Електромобілі під час заряджання перетворюють електричну енергію в хімічну та зберігають її в акумуляторі. Під час використання електромобілів двигун перетворює хімічну енергію в акумуляторі на механічну, щоб електромобілі могли рухатися по дорозі. Оскільки акумулятор є джерелом живлення електромобілів, які типи акумуляторів зараз використовуються в електромобілях і який акумулятор кращий?

Після стрімкого розвитку електромобілів в останні роки батареї, які використовуються в електромобілях, в основному поділяються на літієві батареї, графенові батареї та свинцево-кислотні батареї. Що краще, літієві батареї, графенові батареї та свинцево-кислотні батареї,

Порівняння літієвої батареї, графенової батареї та свинцево-кислотної батареї

一、 Переваги та недоліки літієвої батареї

1. Щільність енергії висока, а його об'ємна щільність енергії та масова щільність енергії можуть досягати 450 Вт. год/дм3 і 150 Вт. год/кг відповідно, і все ще зростає.

2. Середня вихідна напруга висока (приблизно 3,6 В), що в 3 рази більше, ніж у Ni Cd і Nil акумуляторів.

3. Висока вихідна потужність.

4. Саморозряд невеликий, менше 10% на місяць, менше половини Ni Cd і Ni Ml.

5. Без ефекту пам'яті, як у нікель-кадмієвих і нікель-металгідридних батарей, продуктивність циклу є вищою.

6. Його можна швидко заряджати та розряджати, а ємність може досягати більше 80% від номінальної ємності при зарядці при 1C.

7. Висока ефективність зарядки, в основному 100% після першого циклу.

8. Діапазон робочих температур широкий, - 30~+45 ℃. З удосконаленням електроліту та позитивного електрода очікується, що вона буде розширена до -40~+70 ℃, а низька температура може бути розширена до -60 ℃.

9. Не вимагає обслуговування.

10. Він «дружній» до навколишнього середовища і називається зеленим акумулятором.

11. Довгий термін служби, 100% DOD можна заряджати та розряджати понад 900 разів; При використанні невеликої глибини (30% DOD) зарядки та розрядки кількість циклів перевищила 5000.

Недоліки літієвої батареї

1. Вартість висока, в основному через високу ціну катодного матеріалу LiC002. З постійним розвитком катодної технології LiMn204, LiFeP04 тощо можна використовувати як катод, що, як очікується, значно знизить вартість літій-іонних батарей;

2. Повинна бути спеціальна захисна схема для запобігання перезаряду або надмірного розряду;

3. Сумісність із звичайними батареями погана, тому що літій-іонні батареї можна замінити лише за умови використання трьох звичайних батарей (3,6 В).


二、 Переваги та недоліки графенової батареї


Графенова батарея: Графенова батарея — це стільникова плоска плівка, утворена атомами вуглецю шляхом гібридизації sp2. Це квазідвовимірний матеріал із товщиною лише одного атомного шару, тому його також називають одноатомним шаровим графітом. Нова енергетична батарея розроблена на основі швидкого та великого човникового руху іонів літію між поверхнею графену та електродом.

1. Ємність накопичувача енергії втричі перевищує найкращий продукт на ринку на даний момент. Питома енергія літієвої батареї (з урахуванням найсучасніших) становить 180 Вт·год/кг, тоді як питома енергія графенової батареї становить понад 600 Вт·год/кг.

2. Електромобіль, який живиться від цієї батареї, може пробігти щонайбільше 1000 кілометрів, а час його зарядки становить менше 8 хвилин.

3. Тривалий термін служби. Його термін служби в чотири рази перевищує термін служби традиційної гідрованої батареї та вдвічі перевищує термін служби літієвої батареї.

4. Легка вага. Характеристики графену можуть зменшити вагу батареї до половини традиційної батареї, що може підвищити ефективність машини, яка завантажує батарею.

5. Графен має більше переваг, ніж традиційні батареї. Його термін служби вдвічі перевищує термін служби літієвих батарей і в чотири рази перевищує термін служби гідрогенізованих батарей.

6. Він має швидшу швидкість заряджання та є більш міцним, ніж літієвий акумулятор при високій температурі.


Недоліки графенового акумулятора:

1. В даний час розбавлення графіту не досягло практичної стадії, і до масового виробництва ще потрібно пройти довгий шлях.

2. Ці графенові батареї на ринку не є чистими графеновими батареями. Вони просто леговані деякими графеновими технологіями на основі літієвих батарей. Порівняно з традиційними літієвими батареями, вони лише незначно покращили продуктивність. Крім того, вартість графену дуже висока, і процес його виробництва також дуже високий. Процес виробництва графенової батареї ще недостатньо зрілий. На даний момент він знаходиться тільки в лабораторній стадії і не може вийти на рівень масового виробництва.

3. Несумісні характеристики процесу. Тобто надмірна питома поверхня графену створить багато проблем із процесом дисперсії та гомогенізації суспензії існуючих літій-іонних батарей. Якщо процес налагодження фабрики акумуляторів буде вичерпано, і не вистачить прибутку завдяки проривному прогресу в показниках продуктивності, хто готовий використовувати цю технологію? Поверхневі характеристики графену значною мірою залежать від хімічного стану, і існує багато проблем із стабільністю партії, життєвим циклом тощо, які не можуть відповідати детальним вимогам виробництва літієвих батарей на даний момент.


三、 Переваги та недоліки свинцево-кислотних акумуляторів

Свинцево-кислотна батарея — це різновид батареї, позитивний і негативний полюси якої в основному складаються зі свинцю та його оксидів, а електроліт — розчин сірчаної кислоти. Коли свинцево-кислотний акумулятор розряджається, основним компонентом позитивного полюса є діоксид свинцю, а основним компонентом негативного полюса є свинець; Під час зарядки основними компонентами позитивного і негативного електродів є сульфат свинцю.

Переваги свинцево-кислотних акумуляторів

1. Дешева ціна: свинцево-кислотна батарея дуже дешева через низьку вартість виробництва, простий процес виробництва та низьку ціну на сировину. Крім того, використану свинцево-кислотну батарею можна переробити, щоб при наступній заміні стару батарею можна було замінити на нову, а також компенсувати частину готівки, зменшивши вартість покупки.

2. Високі характеристики безпеки: стабільність свинцево-кислотної батареї дуже добра, навіть якщо вона заряджається протягом тривалого часу під час використання, вибуху та інших проблем не буде виявлено, а продуктивність безпеки свинцево-кислотної батареї висока.

3. Ремонтопридатність: хоча свинцево-кислотна батарея може кристалізуватися або сульфуруватися під час використання, її можна відремонтувати та використовувати протягом деякого часу після ремонту, тому свинцево-кислотна батарея підлягає ремонту, на відміну від літієвої батареї, яку неможливо відремонтувати після ремонту. виникають проблеми.


Недоліки свинцево-кислотних акумуляторів:

1. Великий об'єм і велика вага: процес виробництва свинцево-кислотних акумуляторів є проблемою. Якщо ємність свинцево-кислотних акумуляторів потрібно збільшити, їм потрібен більший об’єм, і вага стане важчим, що ускладнить пересування.

2. Короткий термін служби: свинцево-кислотна батарея заряджається та розряджається приблизно 300-350 разів і може використовуватися приблизно 2-3 роки.

3. Забруднення навколишнього середовища: хоча кадмій більше не використовується в свинцево-кислотних акумуляторах, він все одно буде спричиняти забруднення навколишнього середовища, наприклад забруднення води та забруднення землі.

Висновок: виходячи з наведеного вище порівняння умов, літієва батарея має більше переваг, ніж графенова батарея та свинцево-кислотна батарея з точки зору зрілості науково-дослідних технологій, вартості виробництва, ринкових економічних переваг і захисту навколишнього середовища.