Baterie kwasowo-ołowiowe i baterie litowe
1. Akumulatory kwasowo-ołowiowe
1.1 Co to są akumulatory kwasowo-ołowiowe?
● Akumulator kwasowo-ołowiowy to akumulator, z którego zbudowane są głównie elektrodyOłówi jegotlenkii którego elektrolitem jestroztwór kwasu siarkowego.
● Napięcie znamionowe jednoogniwowego akumulatora kwasowo-ołowiowego wynosi2,0 V, który można rozładować do 1,5 V i naładować do 2,4 V.
● W aplikacjach6 jednokomórkowychakumulatory kwasowo-ołowiowe są często łączone szeregowo, tworząc napięcie nominalne12 Vakumulator kwasowo-ołowiowy.
1.2 Budowa akumulatora kwasowo-ołowiowego
● W stanie rozładowania akumulatorów kwasowo-ołowiowych głównym składnikiem elektrody dodatniej jest dwutlenek ołowiu, a prąd przepływa od elektrody dodatniej do elektrody ujemnej, a głównym składnikiem elektrody ujemnej jest ołów.
● W stanie naładowania akumulatorów kwasowo-ołowiowych głównymi składnikami elektrody dodatniej i ujemnej jest siarczan ołowiu, a prąd przepływa od elektrody dodatniej do elektrody ujemnej.
●Baterie grafenowe: dodatki przewodzące grafensą dodawane do materiałów elektrody dodatniej i ujemnej,kompozytowe materiały elektrodowe z grafenusą dodawane do elektrody dodatniej iwarstwy funkcjonalne grafenudodawane są do warstw przewodzących.
1.3 Co oznaczają informacje na certyfikacie?
●6-DZF-20:6 oznacza, że istnieją6 siatek, każda sieć ma napięcie2V, a napięcie połączone szeregowo wynosi 12 V, a 20 oznacza, że akumulator ma pojemność20AH.
● D (elektryczny), Z (wspomagany energią), F (akumulator bezobsługowy regulowany zaworem).
●DZM:D (elektryczny), Z (pojazd ze wspomaganiem), M (szczelny akumulator bezobsługowy).
●wizjer elektroniczny:EV (pojazd akumulatorowy), F (akumulator bezobsługowy z regulacją zaworów).
1.4 Różnica między zaworem sterowanym a uszczelnionym
●Akumulator bezobsługowy z regulacją zaworową:nie ma potrzeby dodawania wody ani kwasu do konserwacji, sam akumulator stanowi szczelną konstrukcję,brak wycieków kwasu i kwaśnej mgły, z zabezpieczeniem jednokierunkowymzawór wydechowy, gdy wewnętrzny gaz przekracza pewną wartość, zawór wydechowy automatycznie otwiera się, aby wypuścić gaz
●Szczelny, bezobsługowy akumulator kwasowo-ołowiowy:cała bateria jestcałkowicie ogrodzony (reakcja redoks akumulatora krąży wewnątrz szczelnej obudowy), dzięki czemu w akumulatorze bezobsługowym nie występuje przepełnienie „szkodliwym gazem”.
2. Baterie litowe
2.1 Co to są baterie litowe?
● Baterie litowe to rodzaj baterii, który wykorzystujelitowo-metalowy or stop litujako materiały elektrod dodatnich/ujemnych i wykorzystuje niewodne roztwory elektrolitów.(Sole litu i rozpuszczalniki organiczne)
2.2 Klasyfikacja baterii litowych
●Baterie litowe można z grubsza podzielić na dwie kategorie: akumulatory litowo-metalowe i akumulatory litowo-jonowe.Baterie litowo-jonowe przewyższają baterie litowo-metalowe pod względem bezpieczeństwa, pojemności właściwej, szybkości samorozładowania i stosunku wydajności do ceny.
● Ze względu na własne wysokie wymagania technologiczne, tylko firmy w kilku krajach produkują tego typu baterie litowo-metalowe.
2.3 Bateria litowo-jonowa
| Materiały elektrod dodatnich | Napięcie nominalne | Gęstość energii | Cykl życiowy | Koszt | Bezpieczeństwo | Czasy cyklu | Normalna temperatura robocza |
| Tlenek litu i kobaltu (LCO) | 3,7 V | Średni | Niski | Wysoki | Niski | ≥500 300-500 | Fosforan litowo-żelazowy: -20 ℃ ~ 65 ℃ Trójskładnikowy lit: -20 ℃ ~ 45 ℃Trójskładnikowe baterie litowe są bardziej wydajne niż fosforan litowo-żelazowy w niskich temperaturach, ale nie są tak odporne na wysokie temperatury jak fosforan litowo-żelazowy.Zależy to jednak od specyficznych warunków panujących w każdej fabryce akumulatorów. |
| Tlenek litowo-manganowy (LMO) | 3,6 V | Niski | Średni | Niski | Średni | ≥500 800-1000 | |
| Tlenek litowo-niklowy (LNO) | 3,6 V | Wysoki | Niski | Wysoki | Niski | Brak danych | |
| Fosforan litowo-żelazowy (LFP) | 3,2 V | Średni | Wysoki | Niski | Wysoki | 1200-1500 | |
| Nikiel Kobalt Aluminium (NCA) | 3,6 V | Wysoki | Średni | Średni | Niski | ≥500 800-1200 | |
| Nikiel Kobalt Mangan (NCM) | 3,6 V | Wysoki | Wysoki | Średni | Niski | ≥1000 800-1200 |
●Materiały elektrod ujemnych:Najczęściej używany jest grafit.Ponadto do elektrody ujemnej można zastosować lit metaliczny, stop litu, elektrodę ujemną krzemowo-węglową, materiały tlenkowej elektrody ujemnej itp.
● Dla porównania, fosforan litowo-żelazowy jest najbardziej opłacalnym materiałem na elektrodę dodatnią.
2.4 Klasyfikacja kształtu baterii litowo-jonowych
Cylindryczny akumulator litowo-jonowy
Pryzmatyczny akumulator litowo-jonowy
Guzikowa bateria litowo-jonowa
Specjalnie ukształtowany akumulator litowo-jonowy
Miękki akumulator
● Typowe kształty stosowane w akumulatorach pojazdów elektrycznych:cylindryczne i miękkie
● Cylindryczna bateria litowa:
● Zalety: dojrzała technologia, niski koszt, mała pojedyncza energia, łatwa kontrola, dobre odprowadzanie ciepła
● Wady:duża liczba akumulatorów, stosunkowo duża waga, nieco mniejsza gęstość energii
● Bateria litowa w miękkim opakowaniu:
● Zalety: nałożona metoda produkcji, cieńsza, lżejsza, o większej gęstości energii, więcej wariantów podczas formowania zestawu akumulatorów
● Wady:słaba ogólna wydajność pakietu akumulatorów (spójność), nieodporność na wysokie temperatury, trudność w standaryzacji, wysoki koszt
● Który kształt jest lepszy dla baterii litowych?Tak naprawdę nie ma jednoznacznej odpowiedzi, zależy to głównie od popytu
● Jeśli zależy Ci na niskich kosztach i dobrej ogólnej wydajności: cylindryczna bateria litowa > bateria litowa w miękkim opakowaniu
● Jeśli zależy Ci na małych rozmiarach, lekkości i dużej gęstości energii: bateria litowa w miękkim opakowaniu > cylindryczna bateria litowa
2.5 Struktura baterii litowej
● 18650: 18 mm oznacza średnicę baterii, 65 mm oznacza wysokość baterii, 0 oznacza kształt cylindryczny, i tak dalej
● Obliczanie baterii litowej 12v20ah: Załóżmy, że napięcie nominalne baterii 18650 wynosi 3,7 V (4,2 V przy pełnym naładowaniu), a pojemność wynosi 2000 Ah (2ah).
● Aby uzyskać napięcie 12 V, potrzebne są 3 baterie 18650 (12/3,7≈3)
● Aby uzyskać 20ah, 20/2=10, potrzeba 10 grup akumulatorów, każdy po 3 12V.
● 3 szeregowo to 12V, 10 równolegle to 20ah, czyli 12v20ah (w sumie potrzeba 30 ogniw 18650)
● Podczas rozładowywania prąd przepływa od elektrody ujemnej do elektrody dodatniej
● Podczas ładowania prąd przepływa od elektrody dodatniej do elektrody ujemnej
3. Porównanie baterii litowej, baterii kwasowo-ołowiowej i baterii grafenowej
| Porównanie | Bateria litowa | Akumulator kwasowo-ołowiowy | Bateria grafenowa |
| Cena | Wysoki | Niski | Średni |
| Współczynnik bezpieczeństwa | Niski | Wysoki | Stosunkowo wysoki |
| Objętość i waga | Mały rozmiar, niewielka waga | Duży rozmiar i duża waga | Duża objętość, cięższa niż akumulator kwasowo-ołowiowy |
| Żywotność baterii | Wysoki | Normalna | Wyższa niż bateria kwasowo-ołowiowa, niższa niż bateria litowa |
| Długość życia | 4 lata (lit trójskładnikowy: 800-1200 razy fosforan litowo-żelazowy: 1200-1500 razy) | 3 lata (3-500 razy) | 3 lata (>500 razy) |
| Ruchliwość | Elastyczny i łatwy do przenoszenia | Nie można naliczyć | Nie można naliczyć |
| Naprawa | Nienaprawialny | Możliwość naprawy | Możliwość naprawy |
● Nie ma jednoznacznej odpowiedzi na pytanie, który akumulator jest lepszy do pojazdów elektrycznych.Zależy to głównie od zapotrzebowania na akumulatory.
● Pod względem żywotności i żywotności baterii: bateria litowa > grafen > kwas ołowiowy.
● Pod względem ceny i współczynnika bezpieczeństwa: kwas ołowiowy > grafen > bateria litowa.
● Pod względem przenośności: bateria litowa > kwas ołowiowy = grafen.
4. Certyfikaty dotyczące baterii
● Akumulator kwasowo-ołowiowy: Jeśli akumulator kwasowo-ołowiowy przejdzie pomyślnie testy wibracji, różnicy ciśnień i temperatury 55°C, może zostać wyłączony ze zwykłego transportu ładunków.Jeśli nie przejdzie trzech testów, jest klasyfikowany jako towar niebezpieczny kategorii 8 (substancje żrące).
● Typowe certyfikaty obejmują:
●Certyfikat Bezpiecznego Transportu Towarów Chemicznych(transport lotniczy/morski);
●MSDS(KARTA CHARAKTERYSTYKI MATERIAŁU);
● Bateria litowa: sklasyfikowana jako towar eksportowy klasy 9
● Typowe certyfikaty obejmują: baterie litowe to powszechnie UN38.3, UN3480, UN3481 i UN3171, certyfikat opakowania towarów niebezpiecznych, raport z oceny warunków transportu towarowego
●UN38.3raport z kontroli bezpieczeństwa
●UN3480akumulator litowo-jonowy
●UN3481bateria litowo-jonowa zainstalowana w sprzęcie lub bateria litowo-elektroniczna i sprzęt zapakowane razem (ta sama szafa na towary niebezpieczne)
●UN3171pojazd lub sprzęt zasilany akumulatorowo (akumulator umieszczony w samochodzie, ta sama szafa na towary niebezpieczne)
5. Problemy z baterią
● Akumulatory kwasowo-ołowiowe są używane przez długi czas, a metalowe połączenia wewnątrz akumulatora są podatne na pękanie, co powoduje zwarcia i samozapłon.Baterie litowe dobiegły końca, a rdzeń baterii starzeje się i przecieka, co może łatwo spowodować zwarcia i wysokie temperatury.
Akumulatory kwasowo-ołowiowe
Bateria litowa
● Nieautoryzowane modyfikacje: Użytkownicy modyfikują obwód akumulatora bez zezwolenia, co wpływa na bezpieczeństwo obwodu elektrycznego pojazdu.Niewłaściwa modyfikacja powoduje przeciążenie, przeciążenie, nagrzanie i zwarcie obwodu pojazdu.
Akumulatory kwasowo-ołowiowe
Bateria litowa
● Awaria ładowarki.Jeśli ładowarka stoi przez dłuższy czas w samochodzie i się trzęsie, łatwo jest spowodować poluzowanie kondensatorów i rezystorów w ładowarce, co może łatwo doprowadzić do przeładowania akumulatora.Użycie niewłaściwej ładowarki może również spowodować przeładowanie.
● Rowery elektryczne są wystawione na działanie słońca.Latem temperatura jest wysoka i nie nadaje się do parkowania rowerów elektrycznych na zewnątrz w słońcu.Temperatura wewnątrz akumulatora będzie nadal rosnąć.Jeżeli ładujesz akumulator bezpośrednio po powrocie z pracy, temperatura wewnątrz akumulatora będzie nadal rosła.Gdy osiągnie temperaturę krytyczną, łatwo ulega samozapłonowi.
● Motocykle elektryczne łatwo ulegają zamoczeniu w wodzie podczas ulewnego deszczu.Baterii litowych nie można używać po namoczeniu w wodzie.Pojazdy elektryczne zasilane akumulatorami kwasowo-ołowiowymi po zamoczeniu w wodzie wymagają naprawy w warsztacie naprawczym.
6. Codzienna konserwacja i użytkowanie baterii i innych
● Unikaj przeładowania i nadmiernego rozładowania akumulatora
Przeładowanie:Generalnie w Chinach do ładowania używa się stosów ładujących.Po pełnym naładowaniu zasilanie zostanie automatycznie odłączone.Podczas ładowania za pomocą ładowarki zasilanie zostanie automatycznie odłączone po całkowitym naładowaniu.Oprócz zwykłych ładowarek bez funkcji wyłączania przy pełnym naładowaniu, po pełnym naładowaniu będą one nadal ładować małym prądem, co będzie miało wpływ na żywotność przez długi czas;
Nadmierne rozładowanie:Ogólnie zaleca się ładowanie akumulatora, gdy pozostało 20% energii.Ładowanie przy małej mocy przez długi czas spowoduje, że akumulator będzie zbyt niski i może nie zostać naładowany.Należy go ponownie aktywować i może nie zostać aktywowany.
● Unikaj używania go w warunkach wysokiej i niskiej temperatury.Wysoka temperatura zintensyfikuje reakcję chemiczną i wygeneruje dużo ciepła.Gdy ciepło osiągnie określoną wartość krytyczną, spowoduje to spalenie i eksplozję akumulatora.
● Unikaj szybkiego ładowania, co spowoduje zmiany w strukturze wewnętrznej i niestabilność.Jednocześnie bateria będzie się nagrzewać, co będzie miało wpływ na jej żywotność.Zgodnie z charakterystyką różnych akumulatorów litowych, w przypadku akumulatora litowo-manganowego 20A, użycie ładowarki 5A i ładowarki 4A w tych samych warunkach użytkowania, użycie ładowarki 5A skróci cykl około 100 razy.
●Jeśli pojazd elektryczny nie jest używany przez dłuższy czas, spróbuj go naładować raz w tygodniu lub raz na tydzień 15 dni.Sam akumulator kwasowo-ołowiowy będzie zużywał dziennie około 0,5% własnej mocy.Po zainstalowaniu w nowym samochodzie zużyje się szybciej.
Baterie litowe również zużywają energię.Jeżeli akumulator nie będzie ładowany przez dłuższy czas, nastąpi utrata zasilania i może nie nadawać się do użytku.
Zupełnie nowy akumulator, który nie został rozpakowany, wymaga jednokrotnego ładowania przez ponad100 dni.
●Jeśli akumulator był używany przez dłuższy czasdłuższy czas i ma niską wydajność, do akumulatora kwasowo-ołowiowego może zostać dolany przez specjalistę elektrolit lub woda w celu dalszego użytkowania przez pewien okres czasu, ale w normalnych okolicznościach zaleca się bezpośrednią wymianę nowego akumulatora.Bateria litowa ma niską wydajność i nie można jej naprawić.Zaleca się bezpośrednią wymianę nowej baterii.
●Problem z ładowaniem: Ładowarka musi używać pasującego modelu.60 V nie może ładować akumulatorów 48 V, 60 V kwasowo-ołowiowych nie może ładować akumulatorów litowych 60 V iładowarek kwasowo-ołowiowych i ładowarek do akumulatorów litowych nie można używać zamiennie.
Jeśli czas ładowania jest dłuższy niż zwykle, zaleca się odłączyć kabel ładujący i przerwać ładowanie.Zwróć uwagę, czy bateria nie jest zdeformowana lub uszkodzona.
●Żywotność baterii = napięcie × amper baterii × prędkość ÷ moc silnika Ten wzór nie jest odpowiedni dla wszystkich modeli, zwłaszcza modeli silników o dużej mocy.W połączeniu z danymi dotyczącymi użytkowania większości kobiet metoda jest następująca:
Bateria litowa 48 V, 1A = 2,5 km, bateria litowa 60 V, 1A = 3 km, bateria litowa 72 V, 1A = 3,5 km, kwasowo-ołowiowa jest o około 10% mniejsza niż bateria litowa.
Bateria 48 V może przejechać 2,5 km na amper (48V20A 20×2,5=50 km)
Bateria 60 V może przejechać 3 kilometry na amper (60V20A 20×3=60 kilometrów)
Bateria 72 V może przejechać 3,5 km na amper (72V20A 20×3,5=70 km)
●Pojemność akumulatora/A ładowarki jest równa czasowi ładowania, czas ładowania = pojemność akumulatora/ładowarka Liczba, np. 20A/4A = 5 godzin, ale ponieważ wydajność ładowania będzie mniejsza po naładowaniu do 80% (impuls zmniejszy prąd), dlatego zwykle zapisuje się jako 5-6 godziny lub 6-7 godzin (w przypadku ubezpieczenia)
