Қайсысы жақсы: литий батареясы, графен батареясы немесе қорғасын-қышқылды батарея?

Электрлік көліктердің танымалдылығымен көбірек адамдар аккумуляторға назар аудара бастайды. Аккумулятор электр көліктерінің энергия сақтау қоймасы болып табылады. Электрлік көліктер зарядтау кезінде электр энергиясын химиялық энергияға айналдырады және оны аккумуляторда сақтайды. Электрлік көліктерді пайдаланған кезде қозғалтқыш аккумулятордағы химиялық энергияны механикалық энергияға айналдырады, осылайша электромобильдер жолда жүре алады. Аккумулятор электр көліктерінің қуат көзі болғандықтан, қазіргі уақытта электр көліктерінде қандай аккумуляторлар қолданылады және қай аккумулятор жақсы?

Соңғы жылдары электр көліктерінің қарқынды дамуынан кейін электр көліктерінде қолданылатын батареялар негізінен литий батареяларына, графен батареяларына және қорғасын-қышқылды батареяларға бөлінеді. Қайсысы жақсы, литий батареялары, графен батареялары және қорғасын-қышқылды батареялар,

Литий батареясын, графен батареясын және қорғасын-қышқылды батареяны салыстыру

一、 Литий батареясының артықшылықтары мен кемшіліктері

1. Энергия тығыздығы жоғары, ал оның көлемдік энергия тығыздығы мен массалық энергия тығыздығы 450 Вт жетуі мүмкін. сағ/дм3 және 150 Вт. с/кг сәйкес және әлі де өсуде.

2. Орташа шығыс кернеуі жоғары (шамамен 3,6 В), бұл Ni Cd және Ni l батареяларынан 3 есе көп.

3. Жоғары шығыс қуаты.

4. Өздігінен разряд аз, айына 10%-дан аз, Ni Cd және Ni Ml жартысынан аз.

5. Ni Cd және Ni MH батареялары сияқты жад әсері болмаса, цикл өнімділігі жоғары болады.

6. Оны тез зарядтауға және разрядтауға болады, ал сыйымдылығы 1С зарядталғанда номиналды сыйымдылықтың 80% -нан астамына жетуі мүмкін.

7. Жоғары зарядтау тиімділігі, негізінен бірінші циклден кейін 100%.

8. Жұмыс температурасының диапазоны кең, - 30~+45 ℃. Электролит пен оң электродты жақсарту арқылы оны - 40 ~ + 70 ℃ дейін кеңейту күтілуде, ал төмен температура - 60 ℃ дейін ұзартылуы мүмкін.

9. Техникалық қызмет көрсету қажет емес.

10. Ол қоршаған ортаға «достық» және жасыл батарея деп аталады.

11. Ұзақ қызмет ету мерзімі, 100% DOD 900 еседен астам зарядтауға және разрядтауға болады; Таяз тереңдікте (30% DOD) зарядтау және разрядтауды пайдаланған кезде циклдар саны 5000-нан асты.

Литий батареясының кемшіліктері

1. Құны жоғары, негізінен LiC002 катодты материалының жоғары бағасына байланысты. Катодтық технологияның үздіксіз дамуымен LiMn204, LiFeP04 және т.б. катод ретінде пайдаланылуы мүмкін, бұл литий-иондық батареялардың құнын айтарлықтай төмендетеді деп күтілуде;

2. Артық зарядтауды немесе разрядты болдырмау үшін арнайы қорғаныс тізбегі болуы керек;

3. Қарапайым батареялармен үйлесімділік нашар, себебі литий-ионды батареяларды үш қарапайым батарея (3,6 В) пайдаланылғанда ғана ауыстыруға болады.


二、 Графен батареясының артықшылықтары мен кемшіліктері


Графен батареясы: Графен батареясы sp2 гибридизациясы жолында көміртек атомдарымен түзілген бал ұялы жазық пленка болып табылады. Бұл тек бір атомдық қабат қалыңдығы бар квази екі өлшемді материал, сондықтан оны моноатомдық қабат графиті деп те атайды. Жаңа энергетикалық батарея графен беті мен электрод арасындағы литий иондарының жылдам және үлкен қозғалысына негізделген.

1. Қуатты сақтау сыйымдылығы қазіргі уақытта нарықтағы ең жақсы өнімнен үш есе көп. Литий батареясының меншікті энергиясы (ең жетілдірілгеніне байланысты) 180 Вт/кг, ал графен батареясының меншікті энергиясы 600 Вт сағ.

2. Бұл аккумулятормен жұмыс істейтін электр көлігі ең көбі 1000 шақырым жүре алады, ал оның зарядтау уақыты 8 минуттан аз.

3. Ұзақ қызмет ету мерзімі. Оның қызмет ету мерзімі дәстүрлі гидрогенді батареядан төрт есе және литий батареясынан екі есе көп.

4. Жеңіл салмақ. Графеннің сипаттамалары аккумулятордың салмағын дәстүрлі батареяның жартысына дейін азайтады, бұл батареяны жүктейтін машинаның тиімділігін арттырады.

5. Графеннің дәстүрлі аккумуляторларға қарағанда артықшылығы көп. Оның қызмет ету мерзімі литий батареяларынан екі есе және гидрогенді батареялардан төрт есе көп.

6. Ол жылдамырақ зарядтау жылдамдығына ие және жоғары температура кезінде литий батареясына қарағанда берік.


Графен батареясының кемшіліктері:

1. Қазіргі уақытта графитті сұйылту практикалық кезеңге жеткен жоқ, жаппай өндіруге дейін әлі көп жол бар.

2. Нарықтағы бұл графен батареялары таза графенді батареялар емес. Олар литий батареялары негізіндегі графенге қатысты кейбір технологиялармен легирленген. Дәстүрлі литий батареяларымен салыстырғанда, олардың өнімділігін жақсарту аз ғана. Сонымен қатар, графеннің құны өте жоғары және оны өндіру процесі де өте жоғары. Графен батареясын өндіру процесі әлі де жетілген жоқ. Қазіргі уақытта ол тек зертханалық сатыда және жаппай өндіріс деңгейіне жете алмайды.

3. Үйлесімсіз процесс сипаттамалары. Яғни, графеннің шамадан тыс меншікті бетінің ауданы бар литий-ионды батареялардың дисперсиясы мен суспензия гомогенизациясына көптеген технологиялық проблемаларды әкеледі. Егер аккумулятор зауытын реттеу процесі таусылып қалса және өнімділік көрсеткіштеріндегі серпінді прогреске негізделген пайда кеңістігі жеткіліксіз болса, бұл технологияны кім қолдануға дайын? Графеннің беткі сипаттамаларына химиялық күй қатты әсер етеді және партияның тұрақтылығында, циклдің қызмет ету мерзімінде және т.б. көптеген проблемалар бар, олар қазіргі уақытта литий батареяларын өндірудің егжей-тегжейлі талаптарына жауап бере алмайды.


三、 Қорғасын-қышқылды аккумулятордың артықшылықтары мен кемшіліктері

Қорғасын қышқылды аккумулятор - бұл оң және теріс полюстері негізінен қорғасын мен оның оксидтерінен жасалған аккумулятордың бір түрі, ал электролит - күкірт қышқылы ерітіндісі. Қорғасын-қышқылды аккумулятор зарядсызданған кезде оң полюстің негізгі құрамдас бөлігі қорғасын диоксиді, ал теріс полюстің негізгі құрамдас бөлігі қорғасын болып табылады; Зарядтау кезінде оң және теріс электродтардың негізгі компоненттері қорғасын сульфаты болып табылады.

Қорғасын-қышқылды аккумулятордың артықшылықтары

1. Арзан баға: қорғасын-қышқылды аккумулятор өте арзан, себебі оның төмен өндірістік құны, қарапайым өндіріс процесі және төмен шикізат бағасы. Сонымен қатар, пайдаланылған қорғасын-қышқылды аккумуляторды қайта өңдеуге болады, осылайша аккумуляторды келесі рет ауыстырған кезде ескі аккумуляторды жаңасына ауыстыруға болады және сатып алу құнын азайтатын ақшаның бір бөлігін өтеуге болады.

2. Қауіпсіздіктің жоғары көрсеткіштері: қорғасын-қышқылды аккумулятордың тұрақтылығы өте жақсы, тіпті пайдалану кезінде ұзақ уақыт зарядталған болса да, ешқандай жарылыс және басқа мәселелер табылмайды, ал қорғасын-қышқылды аккумулятордың қауіпсіздік көрсеткіштері жоғары.

3. Жөндеуге болады: пайдалану кезінде қорғасын қышқылды аккумулятор кристалдануы немесе күкірттенуі мүмкін болса да, оны жөндеуге болады және жөндеуден кейін біраз уақыт бойы пайдалануға болады, сондықтан қорғасын қышқылды аккумуляторды жөндеуден кейін жөндеуге болмайтын литий батареясынан айырмашылығы жөндеуге болады. проблемалар туындайды.


Қорғасын-қышқылды аккумулятордың кемшіліктері:

1. Үлкен көлемді және ауыр салмақ: қорғасын-қышқылды аккумуляторларды өндіру процесі проблема болып табылады. Қорғасын-қышқылды аккумуляторлардың сыйымдылығын арттыру қажет болса, оған үлкен көлем қажет, ал салмағы ауырлап, қозғалуға ыңғайсыз болады.

2. Қысқа қызмет мерзімі: қорғасын қышқылды аккумулятор шамамен 300-350 рет зарядталады және разрядталады және қалыпты жағдайда шамамен 2-3 жыл бойы пайдалануға болады.

3. Қоршаған ортаның ластануы: кадмий бұдан былай қорғасын-қышқылды аккумуляторларда пайдаланылмаса да, ол судың ластануы және жердің ластануы сияқты қоршаған ортаның ластануын тудырады.

Қорытынды: Жоғарыда келтірілген шарттарды салыстыру негізінде литий аккумуляторы графен батареясы мен қорғасын-қышқылды аккумуляторға қарағанда R&D технологиясының жетілу мерзімі, өндіріс құны, нарықтық экономикалық пайда және қоршаған ортаны қорғау тұрғысынан артықшылықтарға ие.