Свинцово-кислотные аккумуляторы и литиевые аккумуляторы
1. Свинцово-кислотные аккумуляторы
1.1 Что такое свинцово-кислотные аккумуляторы?
● Свинцово-кислотный аккумулятор представляет собой аккумуляторную батарею, электроды которой в основном изготовлены известиИ егооксиды, и чей электролитраствор серной кислоты.
● Номинальное напряжение одноэлементной свинцово-кислотной батареи составляет2,0 В, который можно разряжать до 1,5 В и заряжать до 2,4 В.
● В приложениях6 одноклеточныхсвинцово-кислотные аккумуляторы часто соединяют последовательно, образуя номинальный ток.12 Всвинцово-кислотная батарея.
1.2 Структура свинцово-кислотной батареи
● В разряженном состоянии свинцово-кислотных аккумуляторов основным компонентом положительного электрода является диоксид свинца, ток течет от положительного электрода к отрицательному электроду, а основным компонентом отрицательного электрода является свинец.
● В заряженном состоянии свинцово-кислотных аккумуляторов основными компонентами положительных и отрицательных электродов являются сульфат свинца, а ток течет от положительного электрода к отрицательному электроду.
●Графеновые батареи: графеновые проводящие добавкидобавляются к материалам положительного и отрицательного электрода,графеновые композитные электродные материалыдобавляются к положительному электроду ифункциональные слои графенадобавляются к проводящим слоям.
1.3 Что представляет собой информация в сертификате?
●6-ДЗФ-20:6 означает, что есть6 сеток, каждая сетка имеет напряжение2V, а напряжение, подключенное последовательно, составляет 12 В, а 20 означает, что аккумулятор имеет емкость20 Ач.
● D (электрический), Z (с усилителем), F (необслуживаемый аккумулятор с клапанным регулированием).
●ДЗМ:D (электрический), Z (автомобиль с гидроусилителем), M (герметичный необслуживаемый аккумулятор).
●Электронный видоискатель:EV (автомобильный аккумулятор), F (необслуживаемый аккумулятор с клапанным регулированием).
1.4 Разница между клапаном управляемым и герметичным
●Необслуживаемый аккумулятор с клапанным регулированием:нет необходимости добавлять воду или кислоту для обслуживания, сам аккумулятор представляет собой герметичную конструкцию,отсутствие утечек кислоты или кислотного тумана, с односторонней безопасностьювыхлопной клапан, когда внутренний газ превышает определенное значение, выпускной клапан автоматически открывается для выпуска газа
●Герметичный необслуживаемый свинцово-кислотный аккумулятор:вся батареяполностью закрытый (окислительно-восстановительная реакция батареи циркулирует внутри герметичного корпуса), поэтому необслуживаемый аккумулятор не имеет перелива «вредного газа».
2. Литиевые батареи
2.1 Что такое литиевые батареи?
● Литиевые батареи – это тип батарей, в которых используетсяметаллический литий or литиевый сплавв качестве материалов положительных/отрицательных электродов и использует неводные растворы электролитов.(Соли лития и органические растворители)
2.2 Классификация литиевых батарей
●Литиевые батареи можно условно разделить на две категории: литий-металлические аккумуляторы и литий-ионные аккумуляторы.Литий-ионные аккумуляторы превосходят литий-металлические аккумуляторы по безопасности, удельной емкости, скорости саморазряда и соотношению производительности и цены.
● Из-за высоких технологических требований только компании в нескольких странах производят этот тип литий-металлических батарей.
2.3 Литий-ионный аккумулятор
| Материалы положительных электродов | Номинальное напряжение | Плотность энергии | Цикл жизни | Расходы | Безопасность | Время цикла | Нормальная рабочая температура |
| Оксид лития-кобальта (LCO) | 3,7 В | Середина | Низкий | Высокий | Низкий | ≥500 300-500 | Литий-железо-фосфат: -20℃~65℃ Тройной литий: -20℃~45℃Тройные литиевые батареи более эффективны, чем литий-железо-фосфатные, при низких температурах, но не так устойчивы к высоким температурам, как литий-железо-фосфатные.Однако это зависит от конкретных условий каждого аккумуляторного завода. |
| Оксид лития-марганца (LMO) | 3,6 В | Низкий | Середина | Низкий | Середина | ≥500 800-1000 | |
| Оксид лития-никеля (LNO) | 3,6 В | Высокий | Низкий | Высокий | Низкий | Нет данных | |
| Литий-железо-фосфат (LFP) | 3,2 В | Середина | Высокий | Низкий | Высокий | 1200-1500 | |
| Никель-кобальт-алюминий (NCA) | 3,6 В | Высокий | Середина | Середина | Низкий | ≥500 800-1200 | |
| Никель Кобальт Марганец (NCM) | 3,6 В | Высокий | Высокий | Середина | Низкий | ≥1000 800-1200 |
●Материалы отрицательных электродов:Чаще всего используется графит.Кроме того, в качестве отрицательного электрода также можно использовать металлический литий, литиевый сплав, кремний-углеродный отрицательный электрод, оксидные материалы отрицательного электрода и т. д.
● Для сравнения, фосфат лития-железа является наиболее экономичным материалом для положительных электродов.
2.4 Классификация формы литий-ионных аккумуляторов
Цилиндрический литий-ионный аккумулятор
Призматический литий-ионный аккумулятор
Литий-ионный аккумулятор кнопки
Литий-ионный аккумулятор специальной формы.
Мягкая аккумуляторная батарея
● Распространенные формы аккумуляторов электромобилей:цилиндрический и в мягкой упаковке
● Цилиндрическая литиевая батарея:
● Преимущества: Продуманная технология, низкая стоимость, небольшая одиночная энергия, простота управления, хорошее рассеивание тепла
● Недостатки:большое количество аккумуляторных блоков, относительно большой вес, немного меньшая плотность энергии
● Мягкая литиевая батарея:
● Преимущества: наложенный метод производства, тоньше, легче, выше плотность энергии, больше вариаций при формировании аккумуляторной батареи
● Недостатки:низкая общая производительность аккумуляторной батареи (постоянство), неустойчивость к высоким температурам, сложность стандартизации, высокая стоимость
● Какая форма лучше для литиевых батарей?На самом деле однозначного ответа не существует, в основном это зависит от спроса.
● Если вам нужна низкая стоимость и хорошая общая производительность: цилиндрическая литиевая батарея > литиевая батарея в мягкой упаковке.
● Если вам нужен небольшой размер, легкий вес и высокая плотность энергии: литиевая батарея в мягкой упаковке > цилиндрическая литиевая батарея
2.5 Структура литиевой батареи
● 18650: 18 мм – диаметр аккумулятора, 65 мм – высота аккумулятора, 0 – цилиндрическая форма., и так далее
● Расчет литиевой батареи 12 В 20 Ач: предположим, что номинальное напряжение батареи 18650 составляет 3,7 В (4,2 В при полной зарядке), а емкость — 2000 Ач (2 Ач).
● Чтобы получить напряжение 12 В, вам понадобятся 3 батарейки 18650 (12/3,7≈3).
● Чтобы получить 20 Ач, 20/2=10, вам понадобится 10 групп батарей, по 3 по 12 В каждая.
● 3 последовательно — 12 В, 10 параллельно — 20 Ач, то есть 12 В 20 Ач (всего требуется 30 ячеек 18650)
● При разрядке ток течет от отрицательного электрода к положительному электроду.
● При зарядке ток течет от положительного электрода к отрицательному электроду.
3. Сравнение литиевой батареи, свинцово-кислотной батареи и графеновой батареи
| Сравнение | Литиевая батарейка | Свинцово-кислотная батарея | Графеновый аккумулятор |
| Цена | Высокий | Низкий | Середина |
| Фактор безопасности | Низкий | Высокий | Относительно высокая |
| Объем и вес | Маленький размер, легкий вес | Большой размер и тяжелый вес | Большой объем, тяжелее свинцово-кислотного аккумулятора. |
| Срок службы батареи | Высокий | Нормальный | Выше, чем у свинцово-кислотной батареи, ниже, чем у литиевой батареи |
| Продолжительность жизни | 4 года (тройной литий: 800-1200 раз фосфат лития-железа: 1200-1500 раз) | 3 года (3-500 раз) | 3 года (>500 раз) |
| Портативность | Гибкий и удобный для переноски | Невозможно взимать плату | Невозможно взимать плату |
| Ремонт | Неремонтопригодный | Ремонтопригодный | Ремонтопригодный |
● Не существует однозначного ответа на вопрос, какой аккумулятор лучше для электромобилей.В основном это зависит от спроса на аккумуляторы.
● С точки зрения срока службы и срока службы батареи: литиевая батарея > графен > свинцово-кислотная.
● С точки зрения цены и запаса прочности: свинцово-кислотный > графен > литиевый аккумулятор.
● С точки зрения портативности: литиевая батарея > свинцово-кислотная = графен.
4. Сертификаты, относящиеся к батареям
● Свинцово-кислотный аккумулятор. Если свинцово-кислотный аккумулятор выдерживает испытания на вибрацию, перепад давления и температуру 55°C, его можно освободить от перевозки обычных грузов.Если он не проходит три испытания, он классифицируется как опасный груз категории 8 (коррозионные вещества).
● Общие сертификаты включают:
●Сертификация безопасной перевозки химических грузов(авиа/морской транспорт);
●Паспорт безопасности(ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА);
● Литиевая батарея: классифицируется как экспорт опасных грузов класса 9.
● Общие сертификаты включают: литиевые батареи, обычно UN38.3, UN3480, UN3481 и UN3171, сертификат упаковки опасных грузов, отчет об оценке условий грузовых перевозок.
●ООН38.3отчет о проверке безопасности
●UN3480литий-ионный аккумулятор
●UN3481литий-ионная батарея, установленная в оборудовании, или литиевая электронная батарея и оборудование, упакованные вместе (один и тот же шкаф для опасных грузов)
●UN3171транспортное средство с аккумуляторным питанием или оборудование с аккумуляторным питанием (аккумулятор размещается в автомобиле, тот же шкаф для опасных грузов)
5. Проблемы с аккумулятором
● Свинцово-кислотные аккумуляторы используются в течение длительного времени, а металлические соединения внутри аккумулятора склонны к поломке, что приводит к короткому замыканию и самовозгоранию.Срок службы литиевых батарей истек, а сердечник батареи стареет и протекает, что может легко вызвать короткое замыкание и высокие температуры.
Свинцово-кислотные аккумуляторы
Литиевая батарейка
● Несанкционированная модификация: пользователи вносят изменения в цепь аккумулятора без разрешения, что влияет на безопасность электрической цепи автомобиля.Неправильная модификация приводит к перегрузке, перегрузке, нагреву и короткому замыканию цепи автомобиля.
Свинцово-кислотные аккумуляторы
Литиевая батарейка
● Сбой зарядного устройства.Если зарядное устройство оставить в автомобиле на долгое время и трясти, можно легко привести к ослаблению конденсаторов и резисторов в зарядном устройстве, что может легко привести к перезарядке аккумулятора.Использование неправильного зарядного устройства также может привести к перезарядке.
● Электрические велосипеды подвергаются воздействию солнца.Летом температура высока, и электровелосипеды нельзя парковать на улице под солнцем.Температура внутри батареи будет продолжать расти.Если зарядить аккумулятор сразу после возвращения с работы домой, температура внутри аккумулятора продолжит повышаться.Когда он достигает критической температуры, он легко самопроизвольно воспламеняется.
● Электрические мотоциклы легко промокают в воде во время сильного дождя.Литиевые батареи нельзя использовать после замачивания в воде.Электромобили со свинцово-кислотными аккумуляторами необходимо ремонтировать в ремонтной мастерской после замачивания в воде.
6. Ежедневное обслуживание и использование батарей и прочего.
● Избегайте перезарядки и чрезмерной разрядки аккумулятора.
Перезарядка:Обычно в Китае для зарядки используются зарядные сваи.При полной зарядке источник питания автоматически отключается.При зарядке с помощью зарядного устройства питание автоматически отключается после полной зарядки.В дополнение к обычным зарядным устройствам без функции отключения при полной зарядке, при полной зарядке они будут продолжать заряжаться небольшим током, что повлияет на срок службы в течение длительного времени;
Чрезмерная разрядка:Обычно рекомендуется заряжать батарею, когда осталось 20% заряда.Зарядка с низкой мощностью в течение длительного времени приведет к понижению напряжения аккумулятора и его невозможно будет зарядить.Его нужно активировать заново, а он может не активироваться.
● Избегайте использования его в условиях высоких и низких температур.Высокая температура усилит химическую реакцию и выделит много тепла.Когда температура достигнет определенного критического значения, батарея загорится и взорвется.
● Избегайте быстрой зарядки, что вызовет изменения внутренней структуры и нестабильность.В то же время аккумулятор будет нагреваться, что повлияет на срок службы аккумулятора.В соответствии с характеристиками различных литиевых батарей, для литий-марганцевой батареи на 20 А при использовании зарядного устройства на 5 А и зарядного устройства на 4 А при одинаковых условиях использования использование зарядного устройства на 5 А сократит цикл примерно в 100 раз.
●Если электромобиль не используется в течение длительного времени, старайтесь заряжать его раз в неделю или каждый раз. 15 дней.Сам свинцово-кислотный аккумулятор каждый день будет потреблять около 0,5% собственной мощности.При установке на новый автомобиль он будет расходоваться быстрее.
Литиевые батареи также потребляют электроэнергию.Если аккумулятор не заряжается в течение длительного времени, он окажется в состоянии потери мощности и аккумулятор может стать непригодным для использования.
Совершенно новый аккумулятор, который не был распакован, необходимо один раз зарядить более чем на100 дней.
●Если батарея использовалась в течение длительного временивремя и имеет низкую эффективность, профессионалы могут добавлять в свинцово-кислотную батарею электролит или воду, чтобы она могла продолжать использоваться в течение определенного периода времени, но при нормальных обстоятельствах рекомендуется сразу заменить новую батарею.Литиевая батарея имеет низкий КПД и не подлежит ремонту.Рекомендуется заменить новую батарею напрямую.
●Проблема с зарядкой: Зарядное устройство должно использовать подходящую модель..60 В не может заряжать батареи 48 В, свинцово-кислотные батареи 60 В не могут заряжать литиевые батареи 60 В изарядные устройства для свинцово-кислотных и литиевых аккумуляторов не могут использоваться взаимозаменяемо..
Если время зарядки дольше обычного, рекомендуется отсоединить зарядный кабель и прекратить зарядку.Обратите внимание на то, не деформирована ли батарея и не повреждена ли она.
●Срок службы батареи = напряжение × ток батареи × скорость ÷ мощность двигателя. Эта формула подходит не для всех моделей, особенно для моделей с двигателями высокой мощности.В сочетании с данными об использовании большинства пользователей-женщин метод выглядит следующим образом:
Литиевая батарея 48 В, 1 А = 2,5 км, литиевая батарея 60 В, 1 А = 3 км, литиевая батарея 72 В, 1 А = 3,5 км, свинцово-кислотная батарея примерно на 10% меньше, чем литиевая батарея.
Аккумулятор 48 В может проработать 2,5 километра на ампер (48 В, 20 А, 20 × 2,5 = 50 километров).
Аккумулятор 60 В может проработать 3 километра на ампер (60 В, 20 А, 20 × 3 = 60 километров).
Аккумулятор 72 В может проработать 3,5 километра на ампер (72 В 20 А 20 × 3,5 = 70 километров).
●Емкость аккумулятора/А зарядного устройства равна времени зарядки., время зарядки = емкость аккумулятора/зарядное устройство Число, например 20А/4А = 5 часов, но поскольку эффективность зарядки будет медленнее после зарядки до 80% (импульс уменьшит ток), поэтому обычно пишется как 5-6 часов или 6-7 часов (по страховке)
