Care este mai bun, baterie cu litiu, baterie cu grafen sau baterie cu plumb-acid?

Odată cu popularitatea vehiculelor electrice, tot mai mulți oameni încep să acorde atenție bateriei. Bateria este depozitul de stocare a energiei vehiculelor electrice. Vehiculele electrice transformă energia electrică în energie chimică atunci când se încarcă și o stochează în baterie. Când se utilizează vehicule electrice, motorul transformă energia chimică din baterie în energie mecanică, astfel încât vehiculele electrice să poată circula pe drum. Deoarece bateria este sursa de energie a vehiculelor electrice, ce tipuri de baterii sunt utilizate în prezent în vehiculele electrice și care baterie este mai bună?

După dezvoltarea rapidă a vehiculelor electrice din ultimii ani, bateriile utilizate în vehiculele electrice sunt împărțite în principal în baterii cu litiu, baterii cu grafen și baterii cu plumb-acid. Ce este mai bine, bateriile cu litiu, bateriile cu grafen și bateriile cu plumb-acid,

Comparație între baterie cu litiu, baterie cu grafen și baterie cu plumb-acid

一、 Avantajele și dezavantajele bateriei cu litiu

1. Densitatea de energie este mare, iar densitatea de energie de volum și densitatea de energie de masă pot ajunge la 450W. h/dm3 și 150W. h/kg, respectiv, și sunt încă în creștere.

2. Tensiunea medie de ieșire este mare (aproximativ 3,6 V), care este de 3 ori mai mare decât a bateriilor Ni Cd și Ni l.

3. Putere mare de ieșire.

4. Descărcarea automată este mică, mai puțin de 10% pe lună, mai puțin de jumătate de Ni Cd și Ni Ml.

5. Fără efectul de memorie precum bateriile Ni Cd și Ni MH, performanța ciclului este superioară.

6. Poate fi încărcat și descărcat rapid, iar capacitatea poate atinge mai mult de 80% din capacitatea nominală atunci când este încărcată la 1C.

7. Eficiență ridicată de încărcare, practic 100% după primul ciclu.

8. Intervalul de temperatură de funcționare este larg, - 30 ~ + 45 ℃. Odată cu îmbunătățirea electrolitului și a electrodului pozitiv, este de așteptat să fie extins la - 40 ~ + 70 ℃, iar temperatura scăzută poate fi extinsă la - 60 ℃.

9. Nu necesită întreținere.

10. Este „prietenos” cu mediul și se numește baterie verde.

11. Durată lungă de viață, 100% DOD poate fi încărcat și descărcat de mai mult de 900 de ori; Când utilizați încărcarea și descărcarea la adâncime mică (30% DOD), numărul de cicluri a depășit 5000.

Dezavantajele bateriei cu litiu

1. Costul este ridicat, în principal din cauza prețului ridicat al materialului catodic LiC002. Odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei catodice, LiMn204, LiFeP04 etc. pot fi folosite ca catod, ceea ce se așteaptă să reducă considerabil costul bateriilor cu ioni de litiu;

2. Trebuie să existe un circuit de protecție special pentru a preveni supraîncărcarea sau supradescărcarea;

3. Compatibilitatea cu bateriile obișnuite este slabă, deoarece bateriile litiu-ion pot fi înlocuite doar atunci când se folosesc trei baterii obișnuite (3,6V).


二、 Avantajele și dezavantajele bateriei cu grafen


Bateria cu grafen: Bateria cu grafen este o peliculă plană tip fagure format din atomi de carbon în calea hibridizării sp2. Este un material cvasi-bidimensional cu o singură grosime a stratului atomic, deci este numit și grafit strat monoatomic. O nouă baterie de energie este dezvoltată pe baza mișcării rapide și mari a ionilor de litiu între suprafața grafenului și electrod.

1. Capacitatea de stocare a energiei este de trei ori mai mare decât cel mai bun produs de pe piață în prezent. Energia specifică a unei baterii cu litiu (sub rezerva celei mai avansate) este de 180wh/kg, în timp ce energia specifică a unei baterii cu grafen este mai mare de 600whkg.

2. Vehiculul electric alimentat de această baterie poate rula cel mult 1000 de kilometri, iar timpul său de încărcare este mai mic de 8 minute.

3. Durată lungă de viață. Durata sa de viață este de patru ori mai mare decât a bateriei hidrogenate tradiționale și de două ori mai mare decât a bateriei cu litiu.

4. Greutate ușoară. Caracteristicile grafenului pot reduce greutatea bateriei la jumătate față de bateria tradițională, ceea ce poate îmbunătăți eficiența mașinii care încarcă bateria.

5. Grafenul are mai multe avantaje decât bateriile tradiționale. Durata sa de viață este de două ori mai mare decât a bateriilor cu litiu și de patru ori mai mare decât a bateriilor hidrogenate.

6. Are o viteză de încărcare mai mare și este mai durabilă decât bateria cu litiu la temperaturi ridicate.


Dezavantajele bateriei cu grafen:

1. În prezent, diluția grafitului nu a atins stadiul practic și mai este un drum lung de parcurs până la producția în masă.

2. Aceste baterii cu grafen de pe piață nu sunt baterii cu grafen pur. Sunt doar dopați cu unele tehnologii legate de grafen, pe baza bateriilor cu litiu. În comparație cu bateriile tradiționale cu litiu, îmbunătățirea performanței adusă de acestea este doar puțin. În plus, costul grafenului este foarte mare, iar procesul său de fabricație este, de asemenea, foarte mare. Procesul de fabricație al bateriei cu grafen nu este încă suficient de matur. În prezent, este doar în stadiul de laborator și nu poate atinge nivelul producției de masă.

3. Caracteristici incompatibile ale procesului. Adică, suprafața specifică excesivă a grafenului va aduce o mulțime de probleme de proces la dispersia și omogenizarea șlamului bateriilor existente cu ioni de litiu. Dacă procesul de ajustare a bateriilor din fabrică va fi epuizat și nu există suficient spațiu de profit determinat de progresul remarcabil în indicatorii de performanță, cine este dispus să folosească această tehnologie? Caracteristicile suprafeței grafenului sunt foarte afectate de starea chimică și există multe probleme în stabilitatea lotului, durata de viață etc., care nu pot îndeplini cerințele detaliate ale producției de baterii cu litiu în prezent.


三、 Avantajele și dezavantajele bateriei plumb-acid

Bateria cu plumb acid este un fel de baterie ai cărei poli pozitiv și negativ sunt în principal formați din plumb și oxizii săi, iar electrolitul este soluție de acid sulfuric. Când bateria plumb-acid se descarcă, componenta principală a polului pozitiv este dioxidul de plumb, iar componenta principală a polului negativ este plumbul; În timpul încărcării, principalele componente ale electrozilor pozitivi și negativi sunt sulfatul de plumb.

Avantajele bateriei plumb-acid

1. Preț ieftin: Bateria cu plumb este foarte ieftină datorită costului său scăzut de producție, procesului de fabricație simplu și prețului scăzut al materiilor prime. În plus, bateria uzată cu plumb poate fi reciclată, astfel încât data viitoare când bateria este înlocuită, vechea baterie poate fi înlocuită cu una nouă, iar o parte din numerar poate fi compensată, reducând costul de achiziție.

2. Performanță ridicată de siguranță: stabilitatea bateriei cu plumb-acid este foarte bună, chiar dacă este încărcată pentru o lungă perioadă de timp în timpul utilizării, nu vor fi găsite explozii și alte probleme, iar performanța de siguranță a bateriei cu plumb este ridicată.

3. Reparabil: Deși bateria cu plumb acid se poate cristaliza sau sulfura în timpul utilizării, poate fi reparată și poate fi folosită pentru o perioadă de timp după reparare, astfel încât bateria cu plumb acid este reparabilă, spre deosebire de bateria cu litiu, care nu poate fi reparată după apar probleme.


Dezavantajele bateriei plumb-acid:

1. Volum mare și greutate mare: procesul de fabricație a bateriilor plumb-acid este o problemă. Dacă se dorește creșterea capacității bateriilor plumb-acid, este nevoie de un volum mai mare, iar greutatea va deveni mai grea, ceea ce face incomod de a deplasa.

2. Durată de viață scurtă: Bateria cu plumb-acid este încărcată și descărcată de aproximativ 300-350 de ori și poate fi folosită în mod normal aproximativ 2-3 ani.

3. Poluarea mediului: Deși cadmiul nu mai este folosit în bateriile plumb-acid, acesta va provoca totuși poluarea mediului, cum ar fi poluarea apei și poluarea terenurilor.

Concluzie: Pe baza comparației de mai sus a condițiilor, bateria cu litiu are mai multe avantaje decât bateria cu grafen și bateria cu plumb-acid în ceea ce privește maturitatea tehnologiei de cercetare și dezvoltare, costul de producție, beneficiile economice de piață și protecția mediului.