Wat is beter: lithiumbatterij, grafeenbatterij of loodzuurbatterij?

Met de populariteit van elektrische voertuigen beginnen steeds meer mensen aandacht te besteden aan de batterij. De batterij is het energieopslagmagazijn van elektrische voertuigen. Elektrische voertuigen zetten tijdens het opladen elektrische energie om in chemische energie en slaan deze op in de accu. Bij gebruik van elektrische voertuigen zet de motor de chemische energie in de batterij om in mechanische energie, zodat elektrische voertuigen op de weg kunnen rijden. Aangezien de batterij de krachtbron is van elektrische voertuigen, welke soorten batterijen worden momenteel gebruikt in elektrische voertuigen en welke batterij is beter?

Na de snelle ontwikkeling van elektrische voertuigen in de afgelopen jaren, zijn de batterijen die in elektrische voertuigen worden gebruikt voornamelijk onderverdeeld in lithiumbatterijen, grafeenbatterijen en loodzuurbatterijen. Wat beter is, lithiumbatterijen, grafeenbatterijen en loodzuurbatterijen,

Vergelijking van lithiumbatterij, grafeenbatterij en loodzuurbatterij

一、 Voor- en nadelen van lithiumbatterij

1. De energiedichtheid is hoog en de volume-energiedichtheid en massa-energiedichtheid kunnen 450W bereiken. h/dm3 en 150W. h/kg respectievelijk, en nemen nog steeds toe.

2. De gemiddelde uitgangsspanning is hoog (ongeveer 3,6 V), wat drie keer zo hoog is als die van Ni Cd- en Ni l-batterijen.

3. Hoog uitgangsvermogen.

4. De zelfontlading is klein, minder dan 10% per maand, minder dan de helft van Ni Cd en Ni Ml.

5. Zonder het geheugeneffect zoals bij Ni Cd- en Ni MH-batterijen zijn de cyclusprestaties superieur.

6. Het kan snel worden opgeladen en ontladen en de capaciteit kan meer dan 80% van de nominale capaciteit bereiken bij opladen bij 1C.

7. Hoge laadefficiëntie, in principe 100% na de eerste cyclus.

8. Het bereik van de bedrijfstemperatuur is breed, - 30~+45 ℃. Met de verbetering van de elektrolyt en de positieve elektrode zal deze naar verwachting worden uitgebreid tot -40 ~ +70 ℃, en de lage temperatuur kan worden uitgebreid tot -60 ℃.

9. Geen onderhoud nodig.

10. Het is "vriendelijk" voor het milieu en wordt groene batterij genoemd.

11. Lange levensduur, 100% DOD kan meer dan 900 keer worden opgeladen en ontladen; Bij gebruik van opladen en ontladen op geringe diepte (30% DOD) is het aantal cycli groter dan 5000.

Nadelen van lithiumbatterij

1. De kosten zijn hoog, voornamelijk vanwege de hoge prijs van kathodemateriaal LiC002. Met de voortdurende ontwikkeling van kathodetechnologie kunnen LiMn204, LiFeP04, enz. Als kathode worden gebruikt, wat naar verwachting de kosten van lithiumionbatterijen aanzienlijk zal verlagen;

2. Er moet een speciaal beveiligingscircuit zijn om overbelasting of overmatige ontlading te voorkomen;

3. De compatibiliteit met gewone batterijen is slecht, omdat lithium-ionbatterijen alleen kunnen worden vervangen als er drie gewone batterijen (3,6 V) worden gebruikt.


二、 Voor- en nadelen van grafeenbatterij


Grafeenbatterij: Grafeenbatterij is een vlakke honingraatfilm gevormd door koolstofatomen tijdens sp2-hybridisatie. Het is een quasi tweedimensionaal materiaal met slechts één atomaire laagdikte, daarom wordt het ook wel monoatomaire laaggrafiet genoemd. Er wordt een nieuwe energiebatterij ontwikkeld op basis van de snelle en grote pendelbeweging van lithiumionen tussen het grafeenoppervlak en de elektrode.

1. De energieopslagcapaciteit is drie keer zo hoog als die van het beste product dat momenteel op de markt is. De specifieke energie van een lithiumbatterij (afhankelijk van de meest geavanceerde) is 180wh/kg, terwijl de specifieke energie van een grafeenbatterij meer dan 600whkg is.

2. Het elektrische voertuig dat door deze batterij wordt aangedreven, kan maximaal 1000 kilometer rijden en de oplaadtijd bedraagt ​​minder dan 8 minuten.

3. Lange levensduur. De levensduur is vier keer zo lang als die van een traditionele gehydrogeneerde batterij en twee keer zo lang als die van een lithiumbatterij.

4. Lichtgewicht. De eigenschappen van grafeen kunnen het gewicht van de batterij terugbrengen tot de helft van dat van een traditionele batterij, wat de efficiëntie kan verbeteren van de machine die de batterij laadt.

5. Grafeen heeft meer voordelen dan traditionele batterijen. De levensduur is twee keer zo lang als die van lithiumbatterijen en vier keer zo lang als die van gehydrogeneerde batterijen.

6. Het heeft een snellere laadsnelheid en is duurzamer dan een lithiumbatterij bij hoge temperaturen.


Nadelen van grafeenbatterij:

1. Op dit moment heeft de grafietverdunning nog niet het praktische stadium bereikt en er is nog een lange weg te gaan voordat massaproductie plaatsvindt.

2. Deze grafeenbatterijen op de markt zijn geen pure grafeenbatterijen. Ze zijn gewoon gedoteerd met een aantal grafeengerelateerde technologieën op basis van lithiumbatterijen. Vergeleken met traditionele lithiumbatterijen is de prestatieverbetering die ze opleveren slechts een klein beetje. Bovendien zijn de kosten van grafeen erg hoog en is het productieproces ook erg hoog. Het productieproces van grafeenbatterijen is nog steeds niet volwassen genoeg. Momenteel bevindt het zich alleen nog in de laboratoriumfase en kan het niet het niveau van massaproductie bereiken.

3. Incompatibele proceskenmerken. Dat wil zeggen dat het buitensporige specifieke oppervlak van grafeen veel procesproblemen zal opleveren bij de dispersie en slurryhomogenisatie van bestaande lithiumionbatterijen. Als het aanpassingsproces van de batterijfabriek uitgeput zal zijn en er niet genoeg winstruimte is als gevolg van de baanbrekende vooruitgang op het gebied van prestatie-indicatoren, wie is dan bereid deze technologie te gebruiken? De oppervlaktekenmerken van grafeen worden sterk beïnvloed door de chemische toestand, en er zijn veel problemen met de batchstabiliteit, de levensduur van de cyclus, enz., die momenteel niet kunnen voldoen aan de gedetailleerde eisen van de productie van lithiumbatterijen.


三、 Voor- en nadelen van loodzuuraccu

Loodzuurbatterij is een soort batterij waarvan de positieve en negatieve polen voornamelijk zijn gemaakt van lood en zijn oxiden, en de elektrolyt een zwavelzuuroplossing is. Wanneer de loodzuuraccu leeg raakt, is het hoofdbestanddeel van de positieve pool looddioxide en het hoofdbestanddeel van de negatieve pool lood; Tijdens het opladen zijn de belangrijkste componenten van positieve en negatieve elektroden loodsulfaat.

Voordelen van loodzuuraccu

1. Goedkope prijs: de loodzuurbatterij is erg goedkoop vanwege de lage productiekosten, het eenvoudige productieproces en de lage grondstofprijs. Bovendien kan de gebruikte loodzuuraccu worden gerecycled, zodat de volgende keer dat de accu wordt vervangen, de oude accu kan worden vervangen door een nieuwe en een deel van het geld kan worden verrekend, waardoor de aanschafkosten worden verlaagd.

2. Hoge veiligheidsprestaties: de stabiliteit van de loodzuuraccu is zeer goed, zelfs als deze tijdens gebruik lange tijd wordt opgeladen, zullen er geen explosies en andere problemen worden gevonden en de veiligheidsprestaties van de loodzuuraccu zijn hoog.

3. Herstelbaar: Hoewel de loodzuuraccu tijdens gebruik kan kristalliseren of zwavelen, kan deze worden gerepareerd en na reparatie gedurende een bepaalde periode worden gebruikt. De loodzuuraccu is dus repareerbaar, in tegenstelling tot de lithiumbatterij, die daarna niet meer kan worden gerepareerd. er ontstaan ​​problemen.


Nadelen van loodzuuraccu:

1. Groot volume en zwaar gewicht: het productieproces van loodzuurbatterijen is een probleem. Als de capaciteit van loodzuuraccu's moet worden vergroot, heeft deze een groter volume nodig en zal het gewicht zwaarder worden, waardoor het lastiger wordt om deze te verplaatsen.

2. Korte levensduur: de loodzuuraccu wordt ongeveer 300-350 keer opgeladen en ontladen en kan normaal ongeveer 2-3 jaar worden gebruikt.

3. Milieuvervuiling: Hoewel cadmium niet langer wordt gebruikt in loodzuurbatterijen, zal het nog steeds milieuvervuiling veroorzaken, zoals watervervuiling en landvervuiling.

Conclusie: Gebaseerd op de bovenstaande vergelijking van omstandigheden, heeft een lithiumbatterij meer voordelen dan een grafeenbatterij en een loodzuurbatterij in termen van volwassenheid van R&D-technologie, productiekosten, markteconomische voordelen en milieubescherming.