Свінцова-кіслотныя батарэі і літыевыя батарэі
1. Свінцова-кіслотныя батарэі
1.1 Што такое свінцова-кіслотныя батарэі?
● Свінцова-кіслотная батарэя - гэта акумулятарная батарэя, з якой у асноўным зроблены электродысвінеці ягоаксіды, і чый электралітраствор сернай кіслаты.
● Намінальнае напружанне аднаэлементнай свінцова-кіслотнай батарэі складае2,0 В, які можна разраджаць да 1,5 В і зараджаць да 2,4 В.
● У прыкладаннях,6 аднаклеткавыхсвінцова-кіслотныя акумулятары часта злучаюць паслядоўна, каб сфармаваць намінальны12Всвінцова-кіслотная батарэя.
1.2 Структура свінцова-кіслотнай батарэі
● У стане разраду свінцова-кіслотных акумулятараў асноўным кампанентам станоўчага электрода з'яўляецца дыяксід свінцу, і ток цячэ ад станоўчага электрода да адмоўнага электрода, а асноўным кампанентам адмоўнага электрода з'яўляецца свінец.
● У стане зарада свінцова-кіслотных акумулятараў асноўнымі кампанентамі станоўчага і адмоўнага электродаў з'яўляюцца сульфат свінцу, і ток цячэ ад станоўчага электрода да адмоўнага.
●Графенавыя батарэі: графенавыя токаправодныя дабаўкідадаюцца да матэрыялаў станоўчага і адмоўнага электродаў,графенавыя кампазітныя электродныя матэрыялыдадаюцца да станоўчага электрода, іграфенавыя функцыянальныя пластыдадаюцца да токаправодных слаёў.
1.3 Што ўяўляе інфармацыя ў сертыфікаце?
●6-ДЗФ-20:6 азначае, што ёсць6 сетак, кожная сетка мае напружанне2V, і паслядоўна злучанае напружанне складае 12 В, а 20 азначае, што батарэя мае ёмістасць20 АГ.
● D (электрычны), Z (з электразабеспячэннем), F (рэгулюемы клапанам неабслугоўваны акумулятар).
●ДЗМ:D (электрычны), Z (аўтамабіль з гідраўзмацняльнікам), M (герметычны неабслугоўваны акумулятар).
●EVF:EV (аўтамабільны акумулятар), F (неабслугоўваны акумулятар з рэгуляваным клапанам).
1.4 Розніца паміж кіраваным і герметычным клапанам
●Неабслугоўваны акумулятар з рэгуляваным клапанам:няма неабходнасці дадаваць ваду або кіслату для абслугоўвання, сама батарэя з'яўляецца герметычнай структурай,адсутнасць уцечкі кіслаты або кіслотнага туману, з аднабаковай бяспекайвыпускны клапан, калі ўнутраны газ перавышае пэўнае значэнне, выпускны клапан аўтаматычна адкрываецца, каб выпусціць газ
●Герметычны свінцова-кіслотны акумулятар, які не патрабуе абслугоўвання:уся батарэяцалкам закрыты (акісляльна-аднаўленчая рэакцыя батарэі цыркулюе ўнутры герметычнай абалонкі), таму неабслугоўваная батарэя не мае перапаўнення «шкоднымі газамі».
2. Літыевыя батарэі
2.1 Што такое літыевыя батарэі?
● Літыевыя батарэі - гэта тып батарэі, які выкарыстоўваеметалічны літый or літыевы сплаўу якасці матэрыялаў станоўчага/адмоўнага электрода і выкарыстоўвае неводныя растворы электралітаў.(Солі літыя і арганічныя растваральнікі)
2.2. Класіфікацыя літыевых батарэй
●Літыевыя батарэі можна ўмоўна падзяліць на дзве катэгорыі: літый-металічныя батарэі і літый-іённыя батарэі.Літый-іённыя акумулятары пераўзыходзяць літый-металічныя з пункту гледжання бяспекі, удзельнай ёмістасці, хуткасці самаразраду і суадносін прадукцыйнасці і цаны.
● З-за ўласных высокіх тэхналагічных патрабаванняў толькі кампаніі ў некалькіх краінах вырабляюць гэты тып літый-металічных батарэй.
2.3 Літый-іённы акумулятар
| Матэрыялы для станоўчых электродаў | Намінальнае напружанне | Шчыльнасць энергіі | Цыкл жыцця | Кошт | Бяспека | Час цыкла | Нармальная працоўная тэмпература |
| Аксід літыя-кобальту (LCO) | 3,7 В | Сярэдні | Нізкі | Высокі | Нізкі | ≥500 300-500 | Фасфат жалеза літыя: -20℃~65℃ Тройны літый: -20℃~45℃Тройныя літыевыя батарэі больш эфектыўныя, чым літый-жалеза-фасфат, пры нізкіх тэмпературах, але не такія ўстойлівыя да высокіх тэмператур, як літый-жалеза-фасфат.Аднак гэта залежыць ад канкрэтных умоў кожнай акумулятарнай фабрыкі. |
| Аксід марганца літыя (LMO) | 3,6 В | Нізкі | Сярэдні | Нізкі | Сярэдні | ≥500 800-1000 | |
| Аксід нікеля літыя (LNO) | 3,6 В | Высокі | Нізкі | Высокі | Нізкі | Даных няма | |
| Фасфат літый-жалеза (LFP) | 3,2 В | Сярэдні | Высокі | Нізкі | Высокі | 1200-1500 | |
| Нікель-кобальт-алюміній (NCA) | 3,6 В | Высокі | Сярэдні | Сярэдні | Нізкі | ≥500 800-1200 | |
| Нікель Кобальт Марганец (NCM) | 3,6 В | Высокі | Высокі | Сярэдні | Нізкі | ≥1000 800-1200 |
●Матэрыялы адмоўнага электрода:У асноўным выкарыстоўваецца графіт.Акрамя таго, для адмоўнага электрода можна выкарыстоўваць металічны літый, літыевы сплаў, вугляродны крэмній, аксідныя адмоўныя электроды і інш.
● Для параўнання, фасфат літый-жалеза з'яўляецца найбольш эканамічна эфектыўным матэрыялам станоўчага электрода.
2.4 Класіфікацыя формы літый-іённай батарэі
Цыліндрычны літый-іённы акумулятар
Прызматычная літый-іённая батарэя
Кнопкавы літый-іённы акумулятар
Літый-іённы акумулятар асаблівай формы
Мяккі акумулятар
● Агульныя формы, якія выкарыстоўваюцца для акумулятараў электрамабіляў:цыліндрычныя і мяккія
● Цыліндрычная літыевая батарэя:
● Перавагі: спелая тэхналогія, нізкі кошт, малая адзінкавая энергія, лёгка кіраваць, добрае цеплаадвод
● Недахопы:вялікая колькасць акумулятараў, адносна вялікая вага, крыху меншая шчыльнасць энергіі
● Мяккая літыевая батарэя:
● Перавагі: накладзены метад вытворчасці, танчэй, лягчэй, больш высокая шчыльнасць энергіі, больш варыяцый пры фарміраванні акумулятара
● Недахопы:дрэнная агульная прадукцыйнасць акумулятарнага блока (кансістэнцыя), неўстойлівы да высокіх тэмператур, нялёгка стандартызаваць, высокі кошт
● Якая форма лепш падыходзіць для літыевых батарэй?Насамрэч, абсалютнага адказу няма, у асноўным гэта залежыць ад попыту
● Калі вы хочаце нізкі кошт і добрую агульную прадукцыйнасць: цыліндрычная літыевая батарэя > літыевая батарэя з мяккім пакетам
● Калі вам патрэбны малыя памеры, лёгкія і з высокай шчыльнасцю энергіі: літыевая батарэя з мяккім пакетам > цыліндрычная літыевая батарэя
2.5 Структура літыевай батарэі
● 18650: 18 мм паказвае дыяметр батарэі, 65 мм паказвае вышыню батарэі, 0 паказвае цыліндрычную форму, і гэтак далей
● Разлік літыевай батарэі 12v20ah: выкажам здагадку, што намінальнае напружанне батарэі 18650 складае 3,7V (4,2V пры поўнай зарадцы), а ёмістасць роўная 2000ah (2ah)
● Каб атрымаць 12 В, вам патрэбныя 3 батарэі 18650 (12/3,7≈3)
● Каб атрымаць 20 ач, 20/2=10, вам спатрэбіцца 10 груп батарэй, кожная з 3 12 В.
● 3 паслядоўна - гэта 12 В, 10 паралельна - 20 ah, гэта значыць 12v 20 ah (усяго патрабуецца 30 ячэек 18650)
● Пры разрадзе ток цячэ ад адмоўнага электрода да станоўчага
● Пры зарадцы ток цячэ ад станоўчага электрода да адмоўнага
3. Параўнанне паміж літыевай батарэяй, свінцова-кіслотнай батарэяй і графенавай батарэяй
| Параўнанне | Літыевая батарэя | Свінцова-кіслотны акумулятар | Графенавая батарэя |
| Кошт | Высокі | Нізкі | Сярэдні |
| Каэфіцыент бяспекі | Нізкі | Высокі | Адносна высокі |
| Аб'ём і вага | Невялікі памер, лёгкі вага | Вялікія памеры і вялікая вага | Вялікі аб'ём, цяжэй свінцова-кіслотнай батарэі |
| Тэрмін службы батарэі | Высокі | Нармальны | Вышэй, чым свінцова-кіслотная батарэя, ніжэй, чым літыевая батарэя |
| Працягласць жыцця | 4 гады (трайны літый: 800-1200 разоў фасфат літый-жалеза: 1200-1500 разоў) | 3 гады (3-500 разоў) | 3 гады (>500 разоў) |
| Пераноснасць | Гнуткі і лёгкі для пераноскі | Нельга спаганяць плату | Нельга спаганяць плату |
| Рамонт | Рамонту не падлягае | Рамонтныя | Рамонтныя |
● Абсалютнага адказу на пытанне, які акумулятар лепш для электрамабіляў, няма.У асноўным гэта залежыць ад попыту на акумулятары.
● З пункту гледжання тэрміну службы батарэі і жыцця: літыевая батарэя > графен > свінцовая кіслата.
● З пункту гледжання цаны і каэфіцыента бяспекі: свінцова-кіслотны > графен > літыевая батарэя.
● З пункту гледжання мабільнасці: літыевая батарэя > свінцова-кіслотная = графен.
4. Сертыфікаты, звязаныя з батарэяй
● Свінцова-кіслотны акумулятар: калі свінцова-кіслотны акумулятар праходзіць выпрабаванні на вібрацыю, перапад ціску і тэмпературу 55°C, ён можа быць вызвалены ад звычайных грузавых перавозак.Калі ён не праходзіць тры выпрабаванні, ён класіфікуецца як небяспечны груз катэгорыі 8 (каразійныя рэчывы)
● Агульныя сертыфікаты ўключаюць:
●Сертыфікат бяспечнай транспарціроўкі хімічных грузаў(паветраны/марскі транспарт);
●MSDS(ПАСПАРТ БЯСПЕКІ МАТЭРЫЯЛА);
● Літыевая батарэя: класіфікуецца як экспарт небяспечных грузаў класа 9
● Агульныя сертыфікаты ўключаюць: літыевыя батарэі звычайна UN38.3, UN3480, UN3481 і UN3171, сертыфікат на ўпакоўку небяспечных грузаў, справаздачу аб ацэнцы ўмоў грузавых перавозак
●UN38.3пратакол праверкі бяспекі
●UN3480літый-іённы акумулятар
●UN3481літый-іённы акумулятар, усталяваны ў абсталяванне, або літыева-электронны акумулятар і абсталяванне, спакаваныя разам (тая ж шафа для небяспечных грузаў)
●UN3171акумулятарны транспартны сродак або акумулятарнае абсталяванне (акумулятар у аўтамабілі, тая ж шафа для небяспечных грузаў)
5. Праблемы з батарэяй
● Свінцова-кіслотныя акумулятары выкарыстоўваюцца працяглы час, і металічныя злучэнні ўнутры акумулятара схільныя да паломкі, выклікаючы кароткае замыканне і самазагаранне.Тэрмін службы літыевых батарэй скончыўся, а стрыжань батарэі старэе і працякае, што лёгка можа выклікаць кароткае замыканне і высокія тэмпературы.
Свінцова-кіслотныя батарэі
Літыевая батарэя
● Несанкцыянаваная мадыфікацыя: карыстальнікі змяняюць ланцуг акумулятара без дазволу, што ўплывае на бяспеку электрычнага ланцуга аўтамабіля.Няправільная мадыфікацыя прыводзіць да перагрузкі, перагрузкі, нагрэву і кароткага замыкання ланцуга аўтамабіля.
Свінцова-кіслотныя батарэі
Літыевая батарэя
● Няспраўнасць зараднай прылады.Калі зарадная прылада надоўга знаходзіцца ў машыне і трасецца, кандэнсатары і рэзістары ў зараднай прыладзе могуць лёгка аслабіцца, што лёгка можа прывесці да перазарадкі акумулятара.Выбар няправільнага зараднай прылады таксама можа прывесці да перазарадкі.
● Электрычныя ровары знаходзяцца пад уздзеяннем сонца.Улетку высокая тэмпература, і нельга паркаваць электрычныя ровары на вуліцы пад сонцам.Тэмпература ўнутры батарэі будзе працягваць расці.Калі зарадзіць акумулятар адразу пасля выхаду з працы дадому, тэмпература ўнутры акумулятара будзе працягваць расці.Калі ён дасягае крытычнай тэмпературы, ён лёгка самазагараецца.
● Электрычныя матацыклы лёгка змочваюцца ў вадзе падчас моцнага дажджу.Літыевыя батарэі нельга выкарыстоўваць пасля замочвання ў вадзе.Электрамабілі са свінцова-кіслотнымі акумулятарамі пасля замочвання ў вадзе неабходна рамантаваць у рамонтнай майстэрні.
6. Штодзённае абслугоўванне і выкарыстанне батарэй і іншага
● Пазбягайце перазарадкі і празмернай разрадкі акумулятара
Перазарадка:Як правіла, зарадныя палі выкарыстоўваюцца для зарадкі ў Кітаі.Пасля поўнай зарадкі крыніца харчавання аўтаматычна адключаецца.Пры зарадцы з дапамогай зараднай прылады сілкаванне аўтаматычна адключаецца пры поўнай зарадцы.У дадатак да звычайных зарадных прылад без функцыі адключэння пры поўнай зарадцы, калі яны цалкам зараджаныя, яны будуць працягваць зараджацца невялікім токам, што паўплывае на тэрмін службы на працягу доўгага часу;
Празмерная разрадка:Звычайна рэкамендуецца зараджаць акумулятар, калі застанецца 20% зарада.Зарадка з нізкай магутнасцю на працягу доўгага часу прывядзе да паніжэння напружання акумулятара, і ён можа не зарадзіцца.Яго трэба зноў актываваць, і ён можа не быць актываваны.
● Пазбягайце выкарыстання пры высокіх і нізкіх тэмпературах.Высокая тэмпература ўзмацняе хімічную рэакцыю і вылучае шмат цяпла.Калі цяпло дасягне пэўнага крытычнага значэння, гэта прывядзе да гарэння і выбуху батарэі.
● Пазбягайце хуткай зарадкі, што выкліча змены ва ўнутранай структуры і нестабільнасць.У той жа час батарэя будзе награвацца і ўплываць на тэрмін службы батарэі.У адпаведнасці з характарыстыкамі розных літыевых батарэй, для літый-аксід-марганцавай батарэі 20 А выкарыстанне зараднай прылады 5 А і зараднай прылады 4 А пры аднолькавых умовах выкарыстання пры выкарыстанні зараднай прылады 5 А скараціць цыкл прыкладна ў 100 разоў.
●Калі электрамабіль не выкарыстоўваецца на працягу доўгага часу, паспрабуйце зараджаць яго раз на тыдзень або кожныя 15 дзён.Сама свінцова-кіслотная батарэя будзе штодня спажываць каля 0,5% уласнай энергіі.Пры ўсталёўцы на новы аўтамабіль ён расходуецца хутчэй.
Літыевыя батарэі таксама будуць спажываць энергію.Калі акумулятар не зараджаць на працягу доўгага часу, ён будзе знаходзіцца ў стане страты энергіі, і акумулятар можа быць непрыдатным для выкарыстання.
Абсалютна новы акумулятар, які не распакоўваўся, неабходна зарадзіць адзін раз больш чым100 дзён.
●Калі батарэя выкарыстоўвалася працяглы часчасу і мае нізкую эфектыўнасць, свінцова-кіслотная батарэя можа быць дададзена электралітам або вадой прафесіяналамі, каб працягваць выкарыстоўвацца на працягу пэўнага перыяду часу, але пры звычайных абставінах рэкамендуецца замяніць новую батарэю непасрэдна.Літыевая батарэя мае нізкую эфектыўнасць і не падлягае рамонту.Рэкамендуецца непасрэдна замяніць новую батарэю.
●Праблема з зарадкай: Зарадная прылада павінна выкарыстоўваць адпаведную мадэль.60 В не можа зарадзіць батарэі 48 В, 60 В свінцова-кіслотныя не могуць зарадзіць літыевыя батарэі 60 В, ісвінцова-кіслотныя зарадныя прылады і зарадныя прылады для літыевых батарэй нельга выкарыстоўваць узаемазаменна.
Калі час зарадкі большы, чым звычайна, рэкамендуецца адключыць зарадны кабель і спыніць зарадку.Звярніце ўвагу на тое, дэфармаваны ці пашкоджаны акумулятар.
●Тэрмін службы акумулятара = напружанне × ампер акумулятара × хуткасць ÷ магутнасць рухавіка Гэтая формула падыходзіць не для ўсіх мадэляў, асабліва для мадэляў рухавікоў вялікай магутнасці.У спалучэнні з дадзенымі аб выкарыстанні большасці жанчын-карыстальнікаў метад выглядае наступным чынам:
Літыевая батарэя 48 В, 1 А = 2,5 км, літыевая батарэя 60 В, 1 А = 3 км, літыевая батарэя 72 В, 1 А = 3,5 км, свінцова-кіслотная прыкладна на 10% менш, чым літыевая батарэя.
Акумулятар 48 В можа працаваць 2,5 кіламетра на ампер (48V20A 20 × 2,5 = 50 кіламетраў)
Акумулятар 60 В можа працаваць 3 кіламетры на ампер (60 В 20 А 20 × 3 = 60 кіламетраў)
Акумулятар 72 В можа працаваць 3,5 кіламетра на ампер (72V20A 20 × 3,5 = 70 кіламетраў)
●Ёмістасць акумулятара/А зараднай прылады роўная часу зарадкі, час зарадкі = ёмістасць батарэі/зарадная прылада Лічба, напрыклад, 20A/4A = 5 гадзін, але паколькі эфектыўнасць зарадкі будзе павольней пасля зарадкі да 80% (імпульс паменшыць ток), таму звычайна запісваецца як 5-6 гадзін або 6-7 гадзін (для страхоўкі)
