باتری لیتیومی، باتری گرافنی یا باتری سرب اسیدی کدام بهتر است؟

با محبوبیت وسایل نقلیه الکتریکی، توجه مردم به باتری بیشتر و بیشتر می شود. باتری، انبار ذخیره انرژی خودروهای الکتریکی است. خودروهای الکتریکی انرژی الکتریکی را هنگام شارژ به انرژی شیمیایی تبدیل کرده و در باتری ذخیره می کنند. هنگام استفاده از وسایل نقلیه الکتریکی، موتور انرژی شیمیایی موجود در باتری را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند تا وسایل نقلیه الکتریکی بتوانند در جاده حرکت کنند. از آنجایی که باتری منبع تغذیه خودروهای الکتریکی است، در حال حاضر چه نوع باتری هایی در خودروهای برقی استفاده می شود و کدام باتری بهتر است؟

پس از توسعه سریع خودروهای الکتریکی در سال‌های اخیر، باتری‌های مورد استفاده در خودروهای الکتریکی عمدتاً به باتری‌های لیتیومی، باتری‌های گرافن و باتری‌های سرب اسیدی تقسیم می‌شوند. کدام بهتر است، باتری های لیتیوم، باتری های گرافن و باتری های سرب اسید،

مقایسه باتری لیتیومی، باتری گرافن و باتری سرب اسیدی

一、 مزایا و معایب باتری لیتیومی

1. چگالی انرژی بالا است و چگالی انرژی حجمی و چگالی انرژی جرمی آن می تواند به 450W برسد. h/dm3 و 150W. به ترتیب h/kg و همچنان در حال افزایش هستند.

2. متوسط ​​ولتاژ خروجی بالا است (حدود 3.6 ولت) که 3 برابر باتری های Ni Cd و Ni l است.

3. قدرت خروجی بالا.

4. خود تخلیه کم است، کمتر از 10٪ در ماه، کمتر از نیمی از Ni Cd و Ni Ml.

5. بدون اثر حافظه مانند باتری های Ni Cd و Ni MH، عملکرد چرخه برتر است.

6. می توان آن را به سرعت شارژ و تخلیه کرد و ظرفیت آن می تواند به بیش از 80٪ ظرفیت اسمی در هنگام شارژ در 1C برسد.

7. راندمان شارژ بالا، اساساً 100٪ پس از اولین چرخه.

8. محدوده دمای عملیاتی گسترده است، - 30 ~ 45 ℃. با بهبود الکترولیت و الکترود مثبت، انتظار می رود به - 40 ~ 70 ℃ گسترش یابد و دمای پایین ممکن است تا - 60 ℃ افزایش یابد.

9. بدون نیاز به تعمیر و نگهداری.

10. با محیط زیست "دوست" است و به آن باتری سبز می گویند.

11. عمر طولانی، 100٪ DOD را می توان بیش از 900 بار شارژ و تخلیه کرد. هنگام استفاده از شارژ و دشارژ در عمق کم (30٪ DOD)، تعداد چرخه ها از 5000 فراتر رفته است.

معایب باتری لیتیومی

1. هزینه بالا است، عمدتا به دلیل قیمت بالای مواد کاتد LiC002. با توسعه مداوم فناوری کاتد، می توان از LiMn204، LiFeP04 و غیره به عنوان کاتد استفاده کرد که انتظار می رود هزینه باتری های لیتیوم یونی را تا حد زیادی کاهش دهد.

2. باید مدار محافظ خاصی برای جلوگیری از شارژ یا تخلیه بیش از حد وجود داشته باشد.

3. سازگاری با باتری های معمولی ضعیف است، زیرا باتری های لیتیوم یونی تنها زمانی قابل تعویض هستند که از سه باتری معمولی (3.6 ولت) استفاده شود.


مزایا و معایب باتری گرافن


باتری گرافن: باتری گرافن یک فیلم مسطح لانه زنبوری است که توسط اتم های کربن در راه هیبریداسیون sp2 تشکیل شده است. این یک ماده شبه دو بعدی است که تنها یک لایه اتمی ضخامت دارد، بنابراین به آن گرافیت لایه تک اتمی نیز می گویند. یک باتری انرژی جدید بر اساس حرکت شاتل سریع و بزرگ یون های لیتیوم بین سطح گرافن و الکترود ساخته شده است.

1. ظرفیت ذخیره انرژی سه برابر بهترین محصول موجود در بازار در حال حاضر است. انرژی ویژه یک باتری لیتیومی (با توجه به پیشرفته ترین آنها) 180 وات ساعت بر کیلوگرم است، در حالی که انرژی ویژه باتری گرافن بیش از 600 وات ساعت است.

2. خودروی برقی که با این باتری کار می کند حداکثر می تواند 1000 کیلومتر را طی کند و زمان شارژ آن کمتر از 8 دقیقه است.

3. عمر طولانی. عمر مفید آن چهار برابر باتری هیدروژنه سنتی و دو برابر باتری لیتیومی است.

4. وزن سبک. ویژگی‌های گرافن می‌تواند وزن باتری را به نصف باتری سنتی کاهش دهد، که می‌تواند کارایی دستگاهی را که باتری را بارگیری می‌کند، بهبود بخشد.

5. گرافن مزایای بیشتری نسبت به باتری های سنتی دارد. عمر مفید آن دو برابر باتری های لیتیومی و چهار برابر باتری های هیدروژنه است.

6. سرعت شارژ سریعتری دارد و در دمای بالا نسبت به باتری لیتیومی دوام بیشتری دارد.


معایب باتری گرافن:

1. در حال حاضر رقیق سازی گرافیت به مرحله عملی نرسیده است و هنوز راه زیادی تا تولید انبوه باقی مانده است.

2. این باتری های گرافن موجود در بازار، باتری های گرافن خالص نیستند. آنها فقط با برخی از فناوری های مرتبط با گرافن بر اساس باتری های لیتیومی دوپ شده اند. در مقایسه با باتری‌های لیتیومی سنتی، بهبود عملکردی که توسط آن‌ها ایجاد می‌شود اندکی است. علاوه بر این، هزینه گرافن بسیار بالا است و فرآیند ساخت آن نیز بسیار بالا است. فرآیند تولید باتری گرافنی هنوز به بلوغ کافی نرسیده است. در حال حاضر فقط در مرحله آزمایشگاهی است و نمی تواند به سطح تولید انبوه برسد.

3. ویژگی های فرآیند ناسازگار. به این معنا که سطح ویژه بیش از حد گرافن مشکلات زیادی را در فرآیند پراکندگی و همگن سازی دوغاب باتری های لیتیوم یون موجود به همراه خواهد داشت. اگر فرآیند تنظیم کارخانه باتری تمام شود و فضای سود کافی ناشی از پیشرفت چشمگیر در شاخص های عملکرد وجود نداشته باشد، چه کسی مایل به استفاده از این فناوری است؟ ویژگی‌های سطح گرافن به شدت تحت‌تاثیر حالت شیمیایی قرار می‌گیرد و مشکلات زیادی در پایداری دسته‌ای، عمر چرخه و غیره وجود دارد که در حال حاضر نمی‌تواند نیازهای دقیق تولید باتری‌های لیتیومی را برآورده کند.


مزایا و معایب باتری سرب اسیدی

باتری سرب اسیدی نوعی باتری است که قطب های مثبت و منفی آن عمدتاً از سرب و اکسیدهای آن تشکیل شده و الکترولیت آن محلول اسید سولفوریک است. هنگامی که باتری سرب اسیدی تخلیه می شود، جزء اصلی قطب مثبت دی اکسید سرب است و جزء اصلی قطب منفی سرب است. در هنگام شارژ، اجزای اصلی الکترودهای مثبت و منفی سولفات سرب است.

مزایای باتری سرب اسیدی

1. قیمت ارزان: باتری سرب اسید به دلیل هزینه ساخت پایین، فرآیند ساخت ساده و قیمت مواد خام پایین بسیار ارزان است. علاوه بر این می توان باتری سرب اسیدی مصرف شده را بازیافت کرد تا در دفعه بعد که باتری را تعویض کرد، باتری قدیمی را با باتری جدید تعویض کرد و بخشی از پول نقد را جبران کرد و هزینه خرید را کاهش داد.

2. عملکرد ایمنی بالا: پایداری باتری سرب اسیدی بسیار خوب است، حتی اگر برای مدت طولانی در طول استفاده شارژ شود، هیچ انفجار و مشکلات دیگری پیدا نمی شود و عملکرد ایمنی باتری سرب اسید بالا است.

3. قابل تعمیر: اگرچه باتری سرب اسیدی ممکن است در حین استفاده متبلور یا سولفوره شود، اما می توان آن را تعمیر کرد و برای مدتی پس از تعمیر می توان از آن استفاده کرد، بنابراین باتری سرب اسیدی برخلاف باتری لیتیومی که پس از تعمیر قابل تعمیر نیست، قابل تعمیر است. مشکلات رخ می دهد.


معایب باتری سرب اسیدی:

1. حجم زیاد و وزن سنگین: فرآیند تولید باتری های سرب اسیدی یک مشکل است. اگر قرار باشد ظرفیت باتری‌های سرب اسیدی افزایش یابد، به حجم بیشتری نیاز دارد و وزن آن سنگین‌تر می‌شود و حرکت آن را ناخوشایند می‌کند.

2. عمر کوتاه: باتری اسید سرب حدود 300-350 بار شارژ و دشارژ می شود و به طور معمول حدود 2-3 سال قابل استفاده است.

3. آلودگی محیط زیست: اگرچه کادمیوم دیگر در باتری های سرب اسیدی استفاده نمی شود، اما همچنان باعث آلودگی محیطی مانند آلودگی آب و زمین خواهد شد.

نتیجه‌گیری: بر اساس مقایسه شرایط فوق، باتری لیتیومی از نظر بلوغ فناوری تحقیق و توسعه، هزینه ساخت، منافع اقتصادی بازار و حفاظت از محیط زیست از مزایای بیشتری نسبت به باتری گرافن و باتری سرب اسید برخوردار است.