Diferença entre bateria de chumbo-ácido, bateria de lítio, bateria de íons de sódio e bateria de grafeno
2021-12-07 15:55Este artigo ajuda você a entender a diferença entre bateria de chumbo-ácido, bateria de lítio, bateria de íons de sódio e bateria de grafeno
O veículo elétrico é um meio de transporte comum que pode ser visto em todas as ruas e vielas. A bateria é o componente central do veículo elétrico, a qualidade da bateria determina diretamente o alcance do veículo elétrico. Então, como encontrar uma bateria com alto fator de segurança, custo-benefício e longa vida útil é um problema com o qual a maioria das pessoas luta ao escolher veículos elétricos. Existem principalmente baterias de chumbo-ácido, baterias de lítio, baterias de sódio e baterias de grafeno no mercado hoje, mas muitas pessoas não sabem a diferença. Este artigo irá ajudá-lo a entender.
1. Diferença de conceito
Os eletrodos das baterias de chumbo-ácido são feitos principalmente de chumbo e seus óxidos, e o eletrólito é uma bateria com solução de ácido sulfúrico. No estado de descarga da bateria de chumbo-ácido, o principal componente do eletrodo positivo é o dióxido de chumbo e o principal componente do eletrodo negativo é o chumbo. No estado de carga, os principais componentes de ambos os eletrodos são o sulfato de chumbo. As baterias de chumbo-ácido são carregadas e descarregadas por reação química entre os materiais ativos no terminal positivo e negativo e o ácido sulfúrico no eletrólito.
A bateria de lítio é um tipo de bateria que usa metal de lítio ou liga de lítio como material positivo/negativo e solução eletrolítica não aquosa. O material do eletrodo negativo da bateria de lítio é metal ou material de liga de lítio. Depende da transferência do eletrodo positivo e do eletrodo negativo no início para completar a operação de carga e descarga da bateria. Agora, a bateria de lítio inclui principalmente bateria de fosfato de ferro de lítio, bateria de manganato de ferro de lítio e bateria de lítio de polímero ternário.
1.3 baterias de íon de sódio
As baterias de íon de sódio, um tipo de bateria recarregável, dependem de íons de sódio que se movem entre os eletrodos positivo e negativo para funcionar de maneira semelhante às baterias de íon de lítio. Ou seja, durante o processo de carga e descarga, o Na+ é inserido e liberado entre os dois eletrodos: Durante o carregamento, o Na+ é removido do eletrodo positivo e incorporado no eletrodo negativo através do eletrólito; é oposto ao descarregar. A nova bateria de íons de sódio 18650 usa transferência de íons de sódio, em vez de íons de lítio, para armazenar e liberar eletricidade.
1.4 baterias de grafeno
A tecnologia do grafeno ainda está em fase de desenvolvimento e ainda não está pronta para uso em larga escala. Atualmente, as baterias de grafeno usadas na China são essencialmente baterias de chumbo-ácido. O pó de grafite é adicionado à base de baterias de chumbo-ácido, o que faz com que as baterias tenham excelente resistência ao calor, resistência à corrosão e condutividade, de modo que a durabilidade das baterias foi muito melhorada. As baterias de grafeno, em certo sentido, são uma versão aprimorada das baterias de chumbo-ácido.
2. Diferença de preço
As baterias de chumbo-ácido e as baterias de lítio são feitas por um processo completamente diferente, e a dificuldade da tecnologia da bateria de lítio e os custos dos materiais são maiores do que as baterias de chumbo-ácido, portanto, as baterias de íon-lítio são mais caras do que as baterias de chumbo-ácido, independentemente do fatores de marca, bateria de lítio seria cerca de 3 vezes o preço das baterias de chumbo-ácido, como bateria de 48V20Ah, a nova bateria de chumbo-ácido custa 500 Yuan a 700 Yuan, enquanto a bateria de lítio custa 1200 Yuan a 1500 Yuan, então o chumbo -bateria ácida é mais econômica.
E as baterias de íons de sódio, devido ao sódio ser abundante e amplamente distribuído, podem ser 20% ~ 30% mais baratas do que as baterias de íons de lítio. As baterias de íons de sódio, portanto, têm uma enorme vantagem de preço potencial.
As baterias de grafeno, como dissemos antes, são uma versão aprimorada das baterias de chumbo-ácido. Assim, em comparação com as baterias de chumbo-ácido, a placa de chumbo é um pouco mais espessa. A bateria geral de grafeno é cerca de 5kg mais pesada que uma bateria de chumbo-ácido. Ao mesmo tempo, a tecnologia de grafeno é adicionada, então o preço da bateria de grafeno é um pouco mais alto do que uma bateria de chumbo-ácido, talvez de 10% a 20%.
3. Diferença do fator de segurança
O risco potencial de segurança das baterias é a combustão espontânea, e as baterias de chumbo-ácido não têm as características de deflagração porque o eletrólito é o ácido sulfúrico. A bateria de lítio não contém cádmio, chumbo, mercúrio e outros elementos que poluem o meio ambiente. O metal de lítio que ele usa é um metal muito ativo. Sua segurança depende principalmente da estabilidade térmica dos materiais da bateria e também está intimamente relacionada às condições de abuso da bateria, como sobrecarga, agulhamento, extrusão e alta temperatura. Por outro lado, em termos de segurança, as baterias de chumbo-ácido serão ainda melhores.
A bateria de íon de sódio também tem um desempenho relativamente seguro, pode funcionar normalmente na faixa de temperatura de menos 40℃ a 80℃, a taxa de retenção de capacidade é próxima de 90% no ambiente de menos 20℃, o desempenho de alta e baixa temperatura é melhor do que outras baterias secundárias, seu fenômeno de fuga térmica da bateria é muito menor do que a bateria de íon de lítio.
Quanto à bateria de grafeno, a dificuldade do processo e os materiais utilizados para produção são basicamente os mesmos da bateria de chumbo-ácido, exceto que são adicionados elementos de grafeno que podem aumentar a condutividade, este método de operação está na mesma lógica do início do chumbo-ácido. bateria ácida adicionando o elemento “cádmio” resistente à corrosão. Portanto, em termos de segurança, não há diferença óbvia entre bateria de chumbo-ácido e bateria de grafeno, e ambas são do tipo de bateria não-combustível.
4. Diferença na vida útil
Teoricamente falando, os principais componentes das baterias de chumbo-ácido são o ácido sulfúrico e a placa de chumbo, que são fáceis de serem consumidos e danificados durante o uso da bateria. Nos tempos de carga e descarga do ciclo, as baterias de chumbo-ácido geralmente apenas 300 vezes, portanto, a vida teórica é geralmente de cerca de três anos.
A bateria de lítio e a bateria de chumbo-ácido são diferentes, seu metal de lítio é mais durável e a teoria do projeto da contagem do ciclo de circulação é geralmente maior que 1000 vezes, portanto, a teoria da vida em geral pode ser usada por 5 anos ou mais. Além disso, a durabilidade do íon de lítio é mais inovadora. A atual bateria de lítio conhecida com vida útil relativamente longa pode chegar a 25.000 ciclos de carga e descarga, e espera-se que seja usada por cerca de 70 anos, o que é impossível para baterias de chumbo-ácido.
Como o raio do íon sódio é maior que o do íon lítio, é difícil incorporar e decolar no processo de reação e fácil de causar mudanças estruturais, resultando em um ciclo de vida curto. Reduzida para 80% de vida útil, a bateria de íons de sódio pode ser recarregada 2.000 vezes, muito mais do que os 300-500 ciclos das baterias de chumbo-ácido, mas significativamente menos do que os 4.000-6.000 ciclos das baterias de íons de lítio
Bateria de grafeno, como uma versão de atualização da bateria de chumbo-ácido, naturalmente fortalece os pontos fracos da versão original, incluindo a vida e o design da carga da bateria de chumbo-ácido e os tempos de descarga mencionados acima em 300 vezes ou mais, e a carga da bateria de grafeno e tempos de descarga é de cerca de 500 vezes, melhora os dois terços. Claro, o uso específico depende da consciência de manutenção do proprietário, mas, em teoria, é o mesmo tipo de bateria que as baterias de chumbo-ácido, que são vulneráveis a"prejuízo"e geralmente têm uma vida útil de três anos se não forem mantidos durante o uso.
De fato, ao longo do desenvolvimento da indústria global de baterias nos últimos anos, embora devido a mudanças nas políticas relevantes e fatores de desenvolvimento do mercado, baterias de lítio, baterias de íons de sódio, baterias de grafeno e outras indústrias de baterias se desenvolveram rapidamente. No entanto, em termos do atual escopo global, a bateria de chumbo-ácido ainda é a bateria química com a maior participação de mercado e a mais ampla gama de uso, especialmente em alguns outros países em desenvolvimento. A bateria de chumbo-ácido ainda desempenha um papel fundamental no mercado devido à sua tecnologia de reciclagem mais acessível, mais madura e estável.
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