Svinčeno-kislinske baterije in litijeve baterije
1. Svinčeno-kislinske baterije
1.1 Kaj so svinčeno-kislinske baterije?
● Svinčeno-kislinski akumulator je akumulator, katerega elektrode so v glavnem izdelane izsvinecin njegovooksidi, in čigav elektrolit jeraztopina žveplove kisline.
● Nazivna napetost enocelične svinčeno-kislinske baterije je2,0 V, ki se lahko izprazni do 1,5 V in polni do 2,4 V.
● V aplikacijah,6 enoceličnisvinčeno-kislinske baterije so pogosto povezane zaporedno, da tvorijo nominalno12Vsvinčeno-kislinski akumulator.
1.2 Struktura svinčeno-kislinske baterije
● V stanju praznjenja svinčenih baterij je glavna komponenta pozitivne elektrode svinčev dioksid in tok teče od pozitivne elektrode do negativne elektrode, glavna komponenta negativne elektrode pa je svinec.
● V stanju napolnjenosti svinčeno-kislinskih akumulatorjev sta glavni komponenti pozitivne in negativne elektrode svinčev sulfat, tok pa teče od pozitivne elektrode k negativni elektrodi.
●Grafenske baterije: grafen prevodni dodatkise dodajo materialom pozitivnih in negativnih elektrod,grafenske kompozitne elektrodne materialese dodajo pozitivni elektrodi ingrafenske funkcionalne plastise dodajo prevodnim plastem.
1.3 Kaj predstavljajo podatki na potrdilu?
●6-DZF-20:6 pomeni, da obstajajo6 mrež, ima vsako omrežje napetost2V, zaporedno povezana napetost pa je 12 V, 20 pa pomeni, da ima baterija kapaciteto20AH.
● D (električni), Z (električni), F (ventilsko regulirana baterija brez vzdrževanja).
●DZM:D (električni), Z (vozilo z električnim pogonom), M (zatesnjena baterija brez vzdrževanja).
●EVF:EV (baterijsko vozilo), F (ventilsko regulirana baterija brez vzdrževanja).
1.4 Razlika med krmiljenim in zaprtim ventilom
●Ventilsko regulirana baterija brez vzdrževanja:za vzdrževanje ni treba dodajati vode ali kisline, sama baterija je zaprta struktura,brez puščanja kisline ali kisle meglice, z enosmerno varnostjoizpušni ventil, ko notranji plin preseže določeno vrednost, se izpušni ventil samodejno odpre za izpust plina
●Zaprta svinčeno-kislinska baterija brez vzdrževanja:cela baterija jepopolnoma zaprto (redoks reakcija baterije kroži znotraj zaprtega ohišja), tako da akumulator brez vzdrževanja nima preliva "škodljivih plinov".
2. Litijeve baterije
2.1 Kaj so litijeve baterije?
● Litijeve baterije so vrsta baterije, ki uporabljakovinski litij or litijeva zlitinakot material za pozitivne/negativne elektrode in uporablja nevodne raztopine elektrolitov.(litijeve soli in organska topila)
2.2 Razvrstitev litijevih baterij
●Litijeve baterije lahko grobo razdelimo v dve kategoriji: litij-kovinske baterije in litij-ionske baterije.Litij-ionske baterije so boljše od litij-kovinskih baterij glede varnosti, specifične kapacitete, stopnje samopraznjenja in razmerja med zmogljivostjo in ceno.
● Zaradi lastnih visokih tehnoloških zahtev samo podjetja v nekaj državah proizvajajo to vrsto litij-kovinske baterije.
2.3 Litij-ionska baterija
| Materiali pozitivnih elektrod | Nazivna napetost | Gostota energije | Življenjski cikel | Stroški | Varnost | Časi ciklov | Normalna delovna temperatura |
| Litijev kobaltov oksid (LCO) | 3,7 V | Srednje | Nizka | visoko | Nizka | ≥500 300-500 | Litijev železov fosfat: -20 ℃ ~ 65 ℃ Ternarni litij: -20℃~45℃Ternarne litijeve baterije so pri nizkih temperaturah učinkovitejše od litijevega železovega fosfata, vendar niso tako odporne na visoke temperature kot litijev železov fosfat.Vendar je to odvisno od posebnih pogojev posamezne tovarne baterij. |
| Litijev manganov oksid (LMO) | 3,6 V | Nizka | Srednje | Nizka | Srednje | ≥500 800-1000 | |
| Litijev nikljev oksid (LNO) | 3,6 V | visoko | Nizka | visoko | Nizka | Ni podatkov | |
| Litijev železov fosfat (LFP) | 3,2 V | Srednje | visoko | Nizka | visoko | 1200-1500 | |
| nikelj kobalt aluminij (NCA) | 3,6 V | visoko | Srednje | Srednje | Nizka | ≥500 800-1200 | |
| nikelj kobalt mangan (NCM) | 3,6 V | visoko | visoko | Srednje | Nizka | ≥1000 800-1200 |
●Materiali negativnih elektrod:Najpogosteje se uporablja grafit.Poleg tega se lahko za negativno elektrodo uporabijo tudi litijeva kovina, litijeva zlitina, silicijeva ogljikova negativna elektroda, materiali oksidne negativne elektrode itd.
● Za primerjavo, litij-železov fosfat je stroškovno najučinkovitejši material za pozitivne elektrode.
2.4 Razvrstitev po obliki litij-ionske baterije
Cilindrična litij-ionska baterija
Prizmatična litij-ionska baterija
Gumbna litij-ionska baterija
Litij-ionska baterija posebne oblike
Mehka baterija
● Pogoste oblike, ki se uporabljajo za baterije električnih vozil:cilindrično in mehko
● Cilindrična litijeva baterija:
● Prednosti: zrela tehnologija, nizki stroški, majhna enotna energija, enostavno upravljanje, dobro odvajanje toplote
● Slabosti:veliko število baterijskih paketov, razmeroma velika teža, nekoliko nižja energijska gostota
● Mehka litijeva baterija:
● Prednosti: način prekrivanja, tanjši, lažji, večja energijska gostota, več variacij pri oblikovanju baterijskega paketa
● Slabosti:slaba splošna zmogljivost paketa baterij (konsistenca), ni odporen na visoke temperature, ni ga enostavno standardizirati, visoki stroški
● Katera oblika je boljša za litijeve baterije?Absolutnega odgovora pravzaprav ni, odvisno je predvsem od povpraševanja
● Če želite poceni in dobro splošno zmogljivost: cilindrična litijeva baterija > mehka litijeva baterija
● Če želite majhno velikost, lahka in visoka energijska gostota: mehka litijeva baterija > cilindrična litijeva baterija
2.5 Struktura litijeve baterije
● 18650: 18 mm označuje premer baterije, 65 mm označuje višino baterije, 0 označuje cilindrično obliko, in tako naprej
● Izračun litijeve baterije 12v20ah: Predpostavimo, da je nazivna napetost baterije 18650 3,7V (4,2V, ko je popolnoma napolnjena) in zmogljivost 2000ah (2ah)
● Za 12 V potrebujete 3 baterije 18650 (12/3,7≈3)
● Če želite dobiti 20ah, 20/2=10, potrebujete 10 skupin baterij, vsaka s 3 12V.
● 3 v seriji je 12V, 10 vzporedno je 20ah, to je 12v20ah (skupaj je potrebnih 30 celic 18650)
● Pri praznjenju tok teče od negativne elektrode k pozitivni elektrodi
● Pri polnjenju tok teče od pozitivne elektrode k negativni elektrodi
3. Primerjava med litijevo baterijo, svinčeno kislinsko baterijo in grafensko baterijo
| Primerjava | Litijeva baterija | Svinčeno-kislinski akumulator | Grafenska baterija |
| Cena | visoko | Nizka | Srednje |
| Varnostni faktor | Nizka | visoko | Relativno visoko |
| Prostornina in teža | Majhna velikost, majhna teža | Velika velikost in velika teža | Velika prostornina, težja od svinčeve baterije |
| Življenjska doba baterije | visoko | normalno | Višja od svinčeve baterije, nižja od litijeve baterije |
| Življenjska doba | 4 leta (ternarni litij: 800-1200-krat litijev železov fosfat: 1200-1500-krat) | 3 leta (3-500-krat) | 3 leta (>500-krat) |
| Prenosljivost | Prilagodljiv in enostaven za prenašanje | Ni mogoče zaračunati | Ni mogoče zaračunati |
| Popravilo | Ni popravljivo | Popravljivo | Popravljivo |
● Absolutnega odgovora, kateri akumulator je boljši za električna vozila, ni.Predvsem je odvisno od povpraševanja po baterijah.
● Kar zadeva življenjsko dobo in življenjsko dobo baterije: litijeva baterija > grafen > svinčena kislina.
● Kar zadeva ceno in varnostni faktor: svinčena kislina > grafen > litijeva baterija.
● Kar zadeva prenosljivost: litijeva baterija > svinčena kislina = grafen.
4. Certifikati, povezani z baterijo
● Svinčeno-kislinska baterija: Če svinčeno-kislinska baterija prestane preskuse vibracij, razlike v tlaku in temperature 55 °C, je lahko izvzeta iz običajnega prevoza tovora.Če ne opravi vseh treh testov, je razvrščen kot nevarno blago kategorije 8 (jedke snovi)
● Pogosta potrdila vključujejo:
●Certificiranje za varen transport kemičnega blaga(zračni/pomorski promet);
●MSDS(VARNOSTNI LIST);
● Litijeva baterija: razvrščena kot izvoz nevarnega blaga razreda 9
● Skupni certifikati vključujejo: litijeve baterije so običajno UN38.3, UN3480, UN3481 in UN3171, potrdilo o paketu nevarnega blaga, poročilo o oceni pogojev tovornega prometa
●UN38.3poročilo o varnostnem pregledu
●UN3480litij-ionski baterijski paket
●UN3481litij-ionska baterija, nameščena v opremi, ali litijeva elektronska baterija in oprema, pakirani skupaj (ista omara za nevarno blago)
●UN3171vozilo na akumulator ali oprema na akumulator (baterija v avtomobilu, ista omara za nevarno blago)
5. Težave z baterijo
● Svinčeve baterije se uporabljajo dlje časa, kovinski priključki v bateriji pa se lahko zlomijo, kar povzroči kratke stike in spontano vžig.Litijevim baterijam je potekla življenjska doba, jedro baterije pa se stara in pušča, kar lahko zlahka povzroči kratke stike in visoke temperature.
Svinčeno-kislinske baterije
Litijeva baterija
● Nepooblaščena sprememba: uporabniki nepooblaščeno spreminjajo akumulatorsko vezje, kar vpliva na varnostno delovanje električnega tokokroga vozila.Neustrezna sprememba povzroči preobremenitev, preobremenitev, segrevanje in kratek stik v tokokrogu vozila.
Svinčeno-kislinske baterije
Litijeva baterija
● Okvara polnilnika.Če polnilec dlje časa pustite v avtu in se trese, zlahka povzročite, da se kondenzatorji in upori v polnilniku zrahljajo, kar lahko povzroči prenapolnjenost baterije.Uporaba napačnega polnilnika lahko povzroči tudi prenapolnjenost.
● Električna kolesa so izpostavljena soncu.Poleti je temperatura visoka in električna kolesa ni primerno parkirati zunaj na soncu.Temperatura v bateriji bo še naprej naraščala.Če baterijo napolnite takoj po prihodu domov z dela, bo temperatura v bateriji še naprej naraščala.Ko doseže kritično temperaturo, se zlahka spontano vname.
● Električna motorna kolesa se med močnim dežjem zlahka namočijo v vodi.Litijskih baterij ni mogoče uporabiti, če ste jih namočili v vodi.Električna vozila s svinčenimi baterijami je treba popraviti v servisni delavnici, potem ko so bila namočena v vodi.
6. Dnevno vzdrževanje in uporaba baterij in drugega
● Izogibajte se prekomernemu polnjenju in praznjenju baterije
Prekomerno polnjenje:Na splošno se na Kitajskem za polnjenje uporabljajo polnilni piloti.Ko je baterija popolnoma napolnjena, se napajanje samodejno prekine.Pri polnjenju s polnilnikom se napajanje samodejno izklopi, ko je popolnoma napolnjen.Poleg običajnih polnilnikov brez funkcije izklopa pri polnem polnjenju se bodo, ko so popolnoma napolnjeni, še naprej polnili z majhnim tokom, kar bo dolgo vplivalo na življenjsko dobo;
Prekomerno praznjenje:Na splošno je priporočljivo, da baterijo napolnite, ko je še 20 % energije.Dolgotrajno polnjenje z nizko močjo povzroči, da bo baterija pod napetostjo in se morda ne bo napolnila.Ponovno ga je treba aktivirati in morda ne bo aktiviran.
● Izogibajte se uporabi pri visokih in nizkih temperaturah.Visoka temperatura bo okrepila kemično reakcijo in ustvarila veliko toplote.Ko toplota doseže določeno kritično vrednost, bo baterija zagorela in eksplodirala.
● Izogibajte se hitremu polnjenju, kar bo povzročilo spremembe v notranji strukturi in nestabilnost.Hkrati se bo baterija segrela in vplivala na življenjsko dobo baterije.Glede na značilnosti različnih litijevih baterij, za 20A litij manganovo oksidno baterijo, bo uporaba polnilnika 5A in polnilnika 4A pod enakimi pogoji uporabe, uporaba polnilnika 5A zmanjšala cikel za približno 100-krat.
●Če električnega vozila dlje časa ne uporabljate, ga poskusite polniti enkrat na teden ali vsake 15 dni.Sama svinčeno-kislinska baterija bo vsak dan porabila približno 0,5 % lastne moči.Pri namestitvi na nov avto se bo porabil hitreje.
Litijeve baterije bodo prav tako porabile energijo.Če baterije dlje časa ne polnite, bo v stanju izgube energije in baterija bo morda neuporabna.
Popolnoma novo baterijo, ki ni bila razpakirana, je treba polniti enkrat več kot100 dni.
●Če je bila baterija dolgo časa v uporabidolgo in ima nizek izkoristek, lahko strokovnjaki dodajo svinčevo baterijo z elektrolitom ali vodo, da jo bodo še naprej uporabljali nekaj časa, vendar je v normalnih okoliščinah priporočljivo neposredno zamenjati novo baterijo.Litijeva baterija ima nizko učinkovitost in je ni mogoče popraviti.Priporočljivo je, da neposredno zamenjate novo baterijo.
●Težava pri polnjenju: Polnilnik mora uporabljati enak model.60V ne more napolniti 48V baterij, 60V svinčeno-kislinskih ne more napolniti 60V litijevih baterij insvinčevih polnilnikov in polnilnikov litijevih baterij ni mogoče uporabljati med seboj.
Če je čas polnjenja daljši od običajnega, priporočamo, da izključite polnilni kabel in prenehate s polnjenjem.Bodite pozorni, ali je baterija deformirana ali poškodovana.
●Življenjska doba baterije = napetost × amper baterije × hitrost ÷ moč motorja Ta formula ni primerna za vse modele, še posebej za modele motorjev z veliko močjo.V kombinaciji s podatki o uporabi večine uporabnic je metoda naslednja:
48 V litijeva baterija, 1 A = 2,5 km, 60 V litijeva baterija, 1 A = 3 km, 72 V litijeva baterija, 1 A = 3,5 km, svinčena kislina je približno 10 % manjša od litijeve baterije.
48V baterija lahko deluje 2,5 kilometra na amper (48V20A 20×2,5=50 kilometrov)
60 V baterija zmore 3 kilometre na amper (60V20A 20×3=60 kilometrov)
72V baterija lahko deluje 3,5 kilometra na amper (72V20A 20×3,5=70 kilometrov)
●Kapaciteta baterije/A polnilnika je enaka času polnjenja, čas polnjenja = zmogljivost baterije/polnilnik Število, na primer 20A/4A = 5 ur, a ker bo učinkovitost polnjenja počasnejša po polnjenju na 80 % (impulz bo zmanjšal tok), se običajno zapiše kot 5-6 ur ali 6-7 ur (za zavarovanje)
