Differenza tra batteria al piombo, batteria al litio, batteria agli ioni di sodio e batteria al grafene
2021-12-07 15:55Questo articolo ti aiuta a comprendere la differenza tra batteria al piombo, batteria al litio, batteria agli ioni di sodio e batteria al grafene
Il veicolo elettrico è un mezzo di trasporto comune che può essere visto ovunque per strada e nei vicoli. La batteria è il componente principale del veicolo elettrico, la qualità della batteria determina direttamente l'autonomia del veicolo elettrico. Quindi, come trovare una batteria con un elevato fattore di sicurezza, economicamente vantaggiosa e di lunga durata è un problema con cui la maggior parte delle persone si confronta quando sceglie un veicolo elettrico. Oggi sul mercato ci sono principalmente batterie al piombo, batterie al litio, batterie al sodio e batterie al grafene, ma molte persone non conoscono la differenza. Questo articolo ti aiuterà a capire.
1. Differenza di concetto
Gli elettrodi delle batterie al piombo sono costituiti principalmente da piombo e suoi ossidi e l'elettrolita è una batteria con soluzione di acido solforico. Nello stato di scarica della batteria al piombo, il componente principale dell'elettrodo positivo è il biossido di piombo, mentre il componente principale dell'elettrodo negativo è il piombo. Nello stato di carica, i componenti principali di entrambi gli elettrodi sono solfato di piombo. Le batterie al piombo vengono caricate e scaricate mediante reazione chimica tra i materiali attivi sui terminali positivo e negativo e l'acido solforico nell'elettrolito.
La batteria al litio è un tipo di batteria che utilizza litio metallico o lega di litio come materiale positivo/negativo e una soluzione elettrolitica non acquosa. Il materiale dell'elettrodo negativo della batteria al litio è in metallo o in lega di litio. Il completamento dell'operazione di carica e scarica della batteria dipende dal trasferimento dell'elettrodo positivo e dell'elettrodo negativo all'inizio. Ora la batteria al litio comprende principalmente batteria al litio ferro fosfato, batteria al litio ferro manganato e batteria al litio polimerica ternaria.
1.3 Batterie agli ioni di sodio
Le batterie agli ioni di sodio, un tipo di batteria ricaricabile, si affidano agli ioni di sodio che si muovono tra gli elettrodi positivo e negativo per funzionare in modo simile alle batterie agli ioni di litio. Cioè, durante il processo di carica e scarica, il Na+ viene inserito e rilasciato avanti e indietro tra i due elettrodi: durante la carica, il Na+ viene rimosso dall'elettrodo positivo e incorporato nell'elettrodo negativo attraverso l'elettrolita; è opposto durante lo scarico. La nuova batteria agli ioni di sodio 18650 utilizza il trasferimento di ioni di sodio, anziché di ioni di litio, per immagazzinare e rilasciare elettricità.
1.4 Batterie al grafene
La tecnologia del grafene è ancora in fase di sviluppo e non è ancora pronta per un utilizzo su larga scala. Attualmente, le batterie al grafene utilizzate in Cina sono essenzialmente batterie al piombo. La polvere di grafite viene aggiunta sulla base delle batterie al piombo-acido, il che conferisce alle batterie un'eccellente resistenza al calore, resistenza alla corrosione e conduttività, in modo che la durata delle batterie sia stata notevolmente migliorata. Le batterie al grafene, in un certo senso, sono una versione migliorata delle batterie al piombo-acido.
2. Differenza di prezzo
Le batterie al piombo e le batterie al litio sono realizzate con un processo completamente diverso e la difficoltà della tecnologia delle batterie al litio e i costi dei materiali sono maggiori rispetto alle batterie al piombo, pertanto le batterie agli ioni di litio sono più costose delle batterie al piombo, indipendentemente dal fattori del marchio, la batteria al litio costerebbe circa 3 volte il prezzo delle batterie al piombo, come la batteria 48V20Ah, la nuova batteria al piombo costa da 500 Yuan a 700 Yuan, mentre la batteria al litio costa da 1200 Yuan a 1500 Yuan, quindi il piombo -la batteria acida è più conveniente.
E le batterie agli ioni di sodio, poiché il sodio è abbondante e ampiamente distribuito, possono essere del 20%~30% più economiche rispetto alle batterie agli ioni di litio. Le batterie agli ioni di sodio hanno quindi un enorme vantaggio potenziale in termini di prezzo.
Le batterie al grafene, come abbiamo detto prima, sono una versione potenziata delle batterie al piombo-acido. Pertanto, rispetto alle batterie al piombo, la piastra di piombo è leggermente più spessa. La batteria generale al grafene è circa 5 kg più pesante di una batteria al piombo. Allo stesso tempo, viene aggiunta la tecnologia al grafene, quindi il prezzo della batteria al grafene è leggermente superiore a quello di una batteria al piombo, forse dal 10% al 20%.
3. Differenza del fattore di sicurezza
Il potenziale pericolo per la sicurezza delle batterie è la combustione spontanea e le batterie al piombo non hanno le caratteristiche di deflagrazione perché l'elettrolita è acido solforico. La batteria al litio non contiene cadmio, piombo, mercurio e altri elementi che inquinano l'ambiente. Il litio metallico che utilizza è un metallo molto attivo. La sua sicurezza dipende principalmente dalla stabilità termica dei materiali della batteria ed è anche strettamente correlata alle condizioni di abuso della batteria come sovraccarico, perforazione, estrusione e alta temperatura. Al contrario, in termini di sicurezza, le batterie al piombo saranno ancora migliori.
La batteria agli ioni di sodio ha anche prestazioni relativamente sicure, può funzionare normalmente nell'intervallo di temperature da meno 40 ℃ a 80 ℃, il tasso di ritenzione della capacità è vicino al 90% in un ambiente di meno 20 ℃, le prestazioni ad alta e bassa temperatura sono migliori di altre batterie secondarie, il fenomeno di fuga termica della batteria è molto inferiore a quello della batteria agli ioni di litio.
Per quanto riguarda la batteria al grafene, la difficoltà del processo e i materiali utilizzati per la produzione sono fondamentalmente gli stessi di quelli della batteria al piombo, tranne per il fatto che vengono aggiunti elementi di grafene che possono aumentare la conduttività. Questo metodo di funzionamento segue la stessa logica delle prime batterie al grafene. batteria ad acido che aggiunge l'elemento "cadmio" resistente alla corrosione. Pertanto, in termini di sicurezza, non vi è alcuna differenza evidente tra la batteria al piombo e la batteria al grafene, poiché entrambe sono di tipo non-combustibile.
4. Differenza nella durata di servizio
In teoria, i componenti principali delle batterie al piombo sono l'acido solforico e la piastra di piombo, che sono facili da consumare e danneggiare durante l'uso della batteria. Nei tempi di carica e scarica del ciclo, le batterie al piombo generalmente solo 300 volte, quindi la vita teorica è generalmente di circa tre anni.
La batteria al litio e la batteria al piombo sono diverse, il litio metallico è più durevole e la teoria di progettazione del conteggio dei cicli di circolazione è solitamente maggiore di 1000 volte, pertanto la teoria della vita in generale può essere utilizzata per circa 5 anni. Inoltre, la durabilità degli ioni di litio è più rivoluzionaria. L'attuale batteria al litio conosciuta con una durata relativamente lunga può raggiungere 25.000 cicli di carica e scarica e si prevede che verrà utilizzata per circa 70 anni, cosa impossibile per le batterie al piombo.
Poiché il raggio dello ione sodio è maggiore di quello dello ione litio, è difficile incorporarlo e rimuoverlo nel processo di reazione ed è facile causare cambiamenti strutturali, con conseguente ciclo di vita breve. Ridotta all'80%, la batteria agli ioni di sodio può essere ricaricata 2.000 volte, un numero di gran lunga superiore ai 300-500 cicli delle batterie al piombo-acido, ma significativamente inferiore ai 4.000-6.000 cicli delle batterie agli ioni di litio
La batteria al grafene, come versione aggiornata della batteria al piombo, rafforza naturalmente i punti deboli della versione originale, tra cui la durata e il design dei tempi di carica e scarica della batteria al piombo menzionati sopra in circa 300 volte, e la carica della batteria al grafene e i tempi di scarico sono circa 500 volte, migliorano i due terzi. Naturalmente, l'utilizzo specifico dipende dalla consapevolezza della manutenzione da parte del proprietario, ma in teoria si tratta dello stesso tipo di batteria delle batterie al piombo, che sono vulnerabili alle"infortunio"e generalmente hanno una durata di tre anni se non mantenute durante l'uso.
In effetti, durante lo sviluppo dell’industria globale delle batterie negli ultimi anni, anche se a causa di cambiamenti nelle politiche rilevanti e nei fattori di sviluppo del mercato, le batterie al litio, le batterie agli ioni di sodio, le batterie al grafene e altre industrie delle batterie si sono sviluppate rapidamente. Tuttavia, in termini di portata globale attuale, la batteria al piombo è ancora la batteria chimica con la quota di mercato maggiore e la più ampia gamma di utilizzo, soprattutto in alcuni altri paesi in via di sviluppo. Le batterie al piombo svolgono ancora un ruolo fondamentale nel mercato grazie alla loro tecnologia di riciclaggio più economica, più matura e stabile.
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