Diferencia entre batería de plomo ácido, batería de litio, batería de iones de sodio y batería de grafeno
2021-12-07 15:55Este artículo le ayuda a comprender la diferencia entre batería de plomo ácido, batería de litio, batería de iones de sodio y batería de grafeno.
El vehículo eléctrico es un transporte común que se puede ver en todas partes en las calles y callejones. La batería es el componente central del vehículo eléctrico; la calidad de la batería determina directamente la autonomía del vehículo eléctrico. Entonces, cómo encontrar una batería con un alto factor de seguridad, rentable y de larga vida útil es un problema con el que la mayoría de las personas luchan al elegir vehículos eléctricos. Actualmente, en el mercado existen principalmente baterías de plomo-ácido, baterías de litio, baterías de sodio y baterías de grafeno, pero mucha gente no sabe la diferencia. Este artículo te ayudará a entender.
1. Diferencia de concepto
Los electrodos de las baterías de plomo-ácido están hechos principalmente de plomo y sus óxidos, y el electrolito es una batería con una solución de ácido sulfúrico. En el estado de descarga de la batería de plomo-ácido, el componente principal del electrodo positivo es el dióxido de plomo y el componente principal del electrodo negativo es el plomo. En estado de carga, los componentes principales de ambos electrodos son sulfato de plomo. Las baterías de plomo-ácido se cargan y descargan mediante una reacción química entre los materiales activos en los terminales positivo y negativo y el ácido sulfúrico en el electrolito.
La batería de litio es un tipo de batería que utiliza litio metálico o aleación de litio como material positivo/negativo y solución de electrolito no acuosa. El material del electrodo negativo de la batería de litio es metal o aleación de litio. Depende de la transferencia del electrodo positivo y del electrodo negativo al principio para completar la operación de carga y descarga de la batería. Ahora, la batería de litio incluye principalmente una batería de fosfato de hierro y litio, una batería de manganato de hierro y litio y una batería de litio de polímero ternario.
1.3 Baterías de iones de sodio
Las baterías de iones de sodio, un tipo de batería recargable, dependen de que los iones de sodio se muevan entre los electrodos positivo y negativo para funcionar de manera similar a las baterías de iones de litio. Es decir, durante el proceso de carga y descarga, se inserta y libera Na+ de un lado a otro entre los dos electrodos: durante la carga, se retira Na+ del electrodo positivo y se incrusta en el electrodo negativo a través del electrolito; es opuesto al descargar. La nueva batería de iones de sodio 18650 utiliza transferencia de iones de sodio, en lugar de iones de litio, para almacenar y liberar electricidad.
1.4 Baterías de grafeno
La tecnología del grafeno aún se encuentra en etapa de desarrollo y aún no está lista para su uso a gran escala. En la actualidad, las baterías de grafeno utilizadas en China son esencialmente baterías de plomo-ácido. Se agrega polvo de grafito a base de baterías de plomo-ácido, lo que hace que las baterías tengan una excelente resistencia al calor, resistencia a la corrosión y conductividad, de modo que la durabilidad de las baterías ha mejorado considerablemente. Las baterías de grafeno, en cierto sentido, son una versión mejorada de las baterías de plomo-ácido.
2. Diferencia de precio
Las baterías de plomo-ácido y las baterías de litio se fabrican mediante un proceso completamente diferente, y la dificultad de la tecnología de las baterías de litio y los costos de materiales son mayores que los de las baterías de plomo-ácido, por lo tanto, las baterías de iones de litio son más caras que las baterías de plomo-ácido, independientemente del Factores de marca, la batería de litio costaría aproximadamente 3 veces el precio de las baterías de plomo-ácido, como la batería de 48V20Ah, la nueva batería de plomo-ácido cuesta entre 500 y 700 yuanes, mientras que la batería de litio cuesta entre 1200 y 1500 yuanes, por lo que la batería de plomo -La batería de ácido es más rentable.
Y las baterías de iones de sodio, debido a que el sodio es abundante y está ampliamente distribuido, pueden ser entre un 20% y un 30% más baratas que las baterías de iones de litio. Por lo tanto, las baterías de iones de sodio tienen una enorme ventaja potencial en cuanto a precio.
Las baterías de grafeno, como decíamos antes, son una versión mejorada de las baterías de plomo-ácido. Entonces, en comparación con las baterías de plomo-ácido, la placa de plomo es un poco más gruesa. La batería de grafeno general pesa aproximadamente 5 kg más que una batería de plomo-ácido. Al mismo tiempo, se agrega la tecnología de grafeno, por lo que el precio de la batería de grafeno es un poco más alto que el de una batería de plomo-ácido, tal vez entre un 10% y un 20%.
3. Diferencia de factor de seguridad
El peligro potencial para la seguridad de las baterías es la combustión espontánea y las baterías de plomo-ácido no tienen características de deflagración porque el electrolito es ácido sulfúrico. La batería de litio no contiene cadmio, plomo, mercurio y otros elementos que contaminen el medio ambiente. El litio metálico que utiliza es un metal muy activo. Su seguridad depende principalmente de la estabilidad térmica de los materiales de la batería y también está estrechamente relacionada con las condiciones de abuso de la batería, como sobrecarga, punción, extrusión y alta temperatura. Por el contrario, en términos de seguridad, las baterías de plomo-ácido serán aún mejores.
La batería de iones de sodio también tiene un rendimiento relativamente seguro, puede funcionar normalmente en un rango de temperatura de -40 ℃ a 80 ℃, la tasa de retención de capacidad es cercana al 90% en un entorno de -20 ℃, el rendimiento a altas y bajas temperaturas es mejor que En otras baterías secundarias, el fenómeno de fuga térmica de la batería es mucho menor que el de la batería de iones de litio.
En cuanto a la batería de grafeno, la dificultad del proceso y los materiales utilizados para la producción son básicamente los mismos que los de la batería de plomo-ácido, excepto que se agregan elementos de grafeno que pueden aumentar la conductividad, este método de operación sigue la misma lógica que los primeros plomo-ácido. batería ácida agregando el elemento "cadmio" resistente a la corrosión. Por lo tanto, en términos de seguridad, no existe una diferencia obvia entre la batería de plomo-ácido y la batería de grafeno, y ambas son del tipo de batería sin combustión.
4. Diferencia en la vida útil
En teoría, los componentes principales de las baterías de plomo-ácido son el ácido sulfúrico y la placa de plomo, que son fáciles de consumir y dañar durante el uso de la batería. En los tiempos de carga y descarga del ciclo, las baterías de plomo-ácido generalmente solo son 300 veces, por lo tanto, la vida teórica es generalmente de unos tres años.
La batería de litio y la batería de plomo-ácido son diferentes, su metal de litio es más duradero y la teoría de diseño del recuento del ciclo de circulación suele ser superior a 1000 veces, por lo tanto, la teoría de la vida en general se puede utilizar durante aproximadamente 5 años. Además, la durabilidad de los iones de litio es más innovadora. La batería de litio conocida actualmente con una vida útil relativamente larga puede alcanzar los 25.000 ciclos de carga y descarga, y se espera que se utilice durante unos 70 años, lo que es imposible para las baterías de plomo-ácido.
Como el radio del ion sodio es mayor que el del ion litio, es difícil incorporarlo y despegarlo en el proceso de reacción y es fácil provocar cambios estructurales, lo que resulta en un ciclo de vida corto. Con una vida útil reducida al 80%, la batería de iones de sodio se puede recargar 2000 veces, mucho más que los 300-500 ciclos de las baterías de plomo-ácido, pero significativamente menos que los 4000-6000 ciclos de las baterías de iones de litio.
La batería de grafeno, como versión actualizada de la batería de plomo-ácido, naturalmente fortalece las debilidades de la versión original, incluida la vida útil y el diseño de los tiempos de carga y descarga de la batería de plomo-ácido mencionados anteriormente en aproximadamente 300 veces, y la carga de la batería de grafeno. y los tiempos de descarga son alrededor de 500 veces, mejora en dos tercios. Por supuesto, el uso específico depende de la conciencia de mantenimiento del propietario, pero en teoría, es el mismo tipo de batería que las baterías de plomo-ácido, que son vulnerables a"lesión"y generalmente tienen una vida útil de tres años si no se mantienen durante su uso.
De hecho, a lo largo del desarrollo de la industria mundial de baterías en los últimos años, aunque debido a cambios en las políticas relevantes y factores de desarrollo del mercado, las industrias de baterías de litio, baterías de iones de sodio, baterías de grafeno y otras industrias de baterías se han desarrollado rápidamente. Sin embargo, en términos del alcance global actual, la batería de plomo-ácido sigue siendo la batería química con la mayor participación de mercado y la más amplia gama de uso, especialmente en algunos otros países en desarrollo. Las baterías de plomo-ácido siguen desempeñando un papel fundamental en el mercado debido a su tecnología de reciclaje más asequible, más madura y estable.
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