Что лучше: литиевая батарея, графеновая батарея или свинцово-кислотная батарея?

С ростом популярности электромобилей все больше людей начинают обращать внимание на аккумулятор. Аккумулятор — это хранилище энергии электромобилей. Электромобили при зарядке преобразуют электрическую энергию в химическую и сохраняют ее в аккумуляторе. При использовании электромобилей двигатель преобразует химическую энергию аккумулятора в механическую энергию, благодаря чему электромобили могут двигаться по дороге. Поскольку источником питания электромобилей является аккумулятор, какие аккумуляторы в настоящее время используются в электромобилях и какой аккумулятор лучше?

После быстрого развития электромобилей в последние годы батареи, используемые в электромобилях, в основном делятся на литиевые, графеновые и свинцово-кислотные. Что лучше, литиевые батареи, графеновые батареи и свинцово-кислотные батареи,

Сравнение литиевой батареи, графеновой батареи и свинцово-кислотной батареи

一、 Преимущества и недостатки литиевой батареи

1. Плотность энергии высока, а объемная плотность энергии и плотность массовой энергии могут достигать 450 Вт. ч/дм3 и 150Вт. ч/кг соответственно и продолжают расти.

2. Среднее выходное напряжение высокое (около 3,6 В), что в 3 раза выше, чем у Ni Cd и Ni l аккумуляторов.

3. Высокая выходная мощность.

4. Саморазряд небольшой, менее 10% в месяц, менее половины Ni Cd и Ni Ml.

5. Без эффекта памяти, как у Ni Cd и Ni MH аккумуляторов, производительность цикла превосходна.

6. Его можно быстро заряжать и разряжать, а емкость может достигать более 80% от номинальной емкости при зарядке при температуре 1С.

7. Высокая эффективность зарядки, практически 100% после первого цикла.

8. Широкий диапазон рабочих температур: от - 30 до +45 ℃. Ожидается, что с улучшением электролита и положительного электрода она будет расширена до - 40 ~ + 70 ℃, а низкая температура может быть увеличена до - 60 ℃.

9. Никакого обслуживания не требуется.

10. Он «безопасен» для окружающей среды и называется «зеленой батареей».

11. Длительный срок службы, 100% DOD можно заряжать и разряжать более 900 раз; При использовании малой глубины (30% DOD) зарядки и разрядки количество циклов превысило 5000.

Недостатки литиевой батареи

1. Стоимость высока, в основном из-за высокой цены катодного материала LiC002. Благодаря постоянному развитию катодной технологии в качестве катода можно использовать LiMn204, LiFeP04 и т. д., что, как ожидается, значительно снизит стоимость литий-ионных батарей;

2. Должна быть специальная защитная схема для предотвращения перезаряда или чрезмерного разряда;

3. Совместимость с обычными батареями плохая, поскольку литий-ионные батареи можно заменить только при использовании трех обычных батарей (3,6 В).


二、 Преимущества и недостатки графеновой батареи


Графеновая батарея: Графеновая батарея представляет собой сотовую плоскую пленку, образованную атомами углерода путем sp2-гибридизации. Это квазидвумерный материал с толщиной всего одного атомного слоя, поэтому его также называют графитом с одноатомным слоем. Разработана новая энергетическая батарея, основанная на быстром и масштабном челночном движении ионов лития между поверхностью графена и электродом.

1. Емкость накопителя энергии в три раза превышает лучший продукт на рынке в настоящее время. Удельная энергия литиевой батареи (с учетом наиболее совершенных) составляет 180 Втч/кг, а удельная энергия графеновой батареи — более 600 Втч/кг.

2. Электромобиль, питаемый от этой батареи, может проехать не более 1000 километров, а время зарядки составляет менее 8 минут.

3. Длительный срок службы. Срок службы его в четыре раза больше, чем у традиционных гидрогенизированных батарей, и в два раза больше, чем у литиевых батарей.

4. Легкий вес. Характеристики графена позволяют снизить вес батареи вдвое по сравнению с традиционной батареей, что может повысить эффективность машины, заряжающей батарею.

5. Графен имеет больше преимуществ, чем традиционные батареи. Срок службы его в два раза превышает срок службы литиевых батарей и в четыре раза больше, чем у гидрогенизированных батарей.

6. Он имеет более высокую скорость зарядки и более долговечен, чем литиевая батарея, при высоких температурах.


Недостатки графеновой батареи:

1. В настоящее время разбавление графита не дошло до практической стадии, и до массового производства еще далеко.

2. Эти графеновые батареи, представленные на рынке, не являются батареями из чистого графена. Их просто допируют какими-то графеновыми технологиями на основе литиевых батарей. По сравнению с традиционными литиевыми батареями улучшение производительности за счет них лишь незначительное. Кроме того, стоимость графена очень высока, а процесс его производства также очень высок. Процесс производства графеновых батарей все еще недостаточно развит. В настоящее время он находится только на лабораторной стадии и не может выйти на уровень массового производства.

3. Несовместимые характеристики процесса. То есть чрезмерная удельная поверхность графена создаст множество технологических проблем при диспергировании и гомогенизации суспензии существующих литий-ионных батарей. Если процесс настройки завода по производству аккумуляторов будет исчерпан, и не будет достаточно места для получения прибыли, обусловленной прорывным прогрессом в показателях производительности, кто захочет использовать эту технологию? На поверхностные характеристики графена сильно влияет химическое состояние, и существует множество проблем со стабильностью партии, сроком службы и т. д., которые в настоящее время не могут соответствовать подробным требованиям производства литиевых батарей.


三、 Преимущества и недостатки свинцово-кислотных аккумуляторов.

Свинцово-кислотный аккумулятор — это разновидность аккумулятора, положительные и отрицательные полюса которого состоят в основном из свинца и его оксидов, а электролитом является раствор серной кислоты. Когда свинцово-кислотная батарея разряжается, основным компонентом положительного полюса является диоксид свинца, а основным компонентом отрицательного полюса — свинец; Во время зарядки основными компонентами положительных и отрицательных электродов являются сульфат свинца.

Преимущества свинцово-кислотного аккумулятора

1. Низкая цена. Свинцово-кислотные аккумуляторы очень дешевы из-за низкой стоимости производства, простоты производственного процесса и низкой цены на сырье. Кроме того, использованную свинцово-кислотную батарею можно сдать на переработку, так что при следующей замене батареи старую батарею можно будет заменить на новую, а часть денежных средств компенсировать, снизив стоимость покупки.

2. Высокие показатели безопасности: стабильность свинцово-кислотной батареи очень хорошая, даже если она заряжается в течение длительного времени во время использования, не будет обнаружено никаких взрывов и других проблем, а показатели безопасности свинцово-кислотной батареи высоки.

3. Ремонтопригодность: хотя свинцово-кислотная батарея может кристаллизоваться или серниться во время использования, ее можно отремонтировать и использовать в течение определенного периода времени после ремонта, поэтому свинцово-кислотная батарея подлежит ремонту, в отличие от литиевой батареи, которую невозможно отремонтировать после ремонта. возникают проблемы.


Недостатки свинцово-кислотных аккумуляторов:

1. Большой объем и большой вес: процесс производства свинцово-кислотных аккумуляторов представляет собой проблему. Если емкость свинцово-кислотного аккумулятора необходимо увеличить, ему потребуется больший объем, а вес станет больше, что сделает его неудобным для перемещения.

2. Короткий срок службы: свинцово-кислотный аккумулятор заряжается и разряжается примерно 300-350 раз, и его можно использовать в обычном режиме около 2-3 лет.

3. Загрязнение окружающей среды. Хотя кадмий больше не используется в свинцово-кислотных батареях, он по-прежнему будет вызывать загрязнение окружающей среды, например, загрязнение воды и почвы.

Вывод: на основе приведенного выше сравнения условий литиевая батарея имеет больше преимуществ, чем графеновая батарея и свинцово-кислотная батарея с точки зрения зрелости технологий исследований и разработок, производственных затрат, рыночных экономических выгод и защиты окружающей среды.