Unterschied zwischen Blei-Säure-Batterie, Lithium-Batterie, Natrium-Ionen-Batterie und Graphen-Batterie
2021-12-07 15:55Dieser Artikel hilft Ihnen, den Unterschied zwischen Bleisäurebatterien, Lithiumbatterien, Natriumionenbatterien und Graphenbatterien zu verstehen
Elektrofahrzeuge sind ein gängiges Transportmittel, das überall auf der Straße und in den Gassen zu sehen ist. Batterie ist die Kernkomponente eines Elektrofahrzeugs, die Batteriequalität bestimmt direkt die Reichweite des Elektrofahrzeugs. Wie man also eine Batterie mit hohem Sicherheitsfaktor, kostengünstig und langer Lebensdauer findet, ist ein Problem, mit dem die meisten Menschen bei der Auswahl von Elektrofahrzeugen zu kämpfen haben. Heutzutage gibt es hauptsächlich Blei-Säure-Batterien, Lithium-Batterien, Natrium-Batterien und Graphen-Batterien auf dem Markt, aber viele Menschen kennen den Unterschied nicht. Dieser Artikel hilft Ihnen beim Verständnis.
1. Konzeptunterschied
Die Elektroden von Blei-Säure-Batterien bestehen hauptsächlich aus Blei und seinen Oxiden, und der Elektrolyt ist eine Batterie mit Schwefelsäurelösung. Im Entladungszustand einer Blei-Säure-Batterie ist der Hauptbestandteil der positiven Elektrode Bleidioxid, und der Hauptbestandteil der negativen Elektrode ist Blei. Im geladenen Zustand sind die Hauptbestandteile beider Elektroden Bleisulfat. Blei-Säure-Batterien werden durch chemische Reaktion zwischen den aktiven Materialien am positiven und negativen Pol und Schwefelsäure im Elektrolyten geladen und entladen.
Eine Lithiumbatterie ist eine Art Batterie, die Lithiummetall oder eine Lithiumlegierung als positives/negatives Material und eine nichtwässrige Elektrolytlösung verwendet. Das Material der negativen Elektrode der Lithiumbatterie ist Metall oder Lithiumlegierungsmaterial. Es ist von der Übertragung der positiven Elektrode und der negativen Elektrode zu Beginn abhängig, um den Lade- und Entladevorgang der Batterie abzuschließen. Jetzt umfasst die Lithiumbatterie hauptsächlich Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien, Lithium-Eisen-Manganat-Batterien und ternäre Polymer-Lithium-Batterien.
1.3 Natrium-Ionen-Batterien
Natrium-Ionen-Batterien, eine Art wiederaufladbare Batterie, beruhen auf Natriumionen, die sich zwischen den positiven und negativen Elektroden bewegen, um ähnlich wie Lithium-Ionen-Batterien zu funktionieren. Das heißt, während des Lade- und Entladevorgangs wird Na+ zwischen den beiden Elektroden hin- und hergeschoben und wieder abgegeben: Beim Laden wird Na+ von der positiven Elektrode entfernt und durch den Elektrolyten in die negative Elektrode eingebettet; beim Entladen ist es umgekehrt. Die neue 18650-Natrium-Ionen-Batterie verwendet anstelle von Lithium-Ionen die Übertragung von Natriumionen, um Elektrizität zu speichern und abzugeben.
1.4 Graphen-Batterien
Die Graphen-Technologie befindet sich noch im Entwicklungsstadium und ist noch nicht reif für den großflächigen Einsatz. Derzeit sind die in China verwendeten Graphenbatterien im Wesentlichen Blei-Säure-Batterien. Graphitpulver wird auf der Basis von Blei-Säure-Batterien hinzugefügt, wodurch die Batterien eine hervorragende Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Leitfähigkeit aufweisen, so dass die Haltbarkeit der Batterien stark verbessert wurde. Graphen-Batterien sind gewissermaßen eine verbesserte Version von Blei-Säure-Batterien.
2. Preisunterschied
Blei-Säure-Batterien und Lithium-Batterien werden nach einem völlig anderen Verfahren hergestellt, und die Schwierigkeiten und Materialkosten der Lithium-Batterie-Technologie sind größer als die der Blei-Säure-Batterien, daher sind Lithium-Ionen-Batterien teurer als Blei-Säure-Batterien, unabhängig davon Markenfaktoren, Lithium-Batterie wäre etwa dreimal so teuer wie Blei-Säure-Batterien, wie 48V20Ah-Batterien, die neue Blei-Säure-Batterie kostet 500 Yuan bis 700 Yuan, während die Lithium-Batterie 1200 Yuan bis 1500 Yuan kostet, also das Blei -Säure-Batterie ist kostengünstiger.
Und Natrium-Ionen-Batterien können, da Natrium reichlich vorhanden und weit verbreitet ist, 20 % bis 30 % billiger sein als Lithium-Ionen-Batterien. Natrium-Ionen-Batterien haben daher ein enormes Preisvorteilspotenzial.
Graphenbatterien sind, wie wir bereits gesagt haben, eine verbesserte Version von Blei-Säure-Batterien. Im Vergleich zu Blei-Säure-Batterien ist die Bleiplatte also etwas dicker. Die allgemeine Graphen-Batterie ist etwa 5 kg schwerer als eine Blei-Säure-Batterie. Gleichzeitig wird die Graphen-Technologie hinzugefügt, sodass der Preis einer Graphen-Batterie etwas höher ist als bei einer Blei-Säure-Batterie, vielleicht 10 % bis 20 %.
3. Differenz des Sicherheitsfaktors
Das potenzielle Sicherheitsrisiko von Batterien ist die Selbstentzündung, und Blei-Säure-Batterien haben keine Verpuffungseigenschaften, da der Elektrolyt Schwefelsäure ist. Lithiumbatterien enthalten kein Cadmium, Blei, Quecksilber und andere Elemente, die die Umwelt verschmutzen. Das verwendete Lithiummetall ist ein sehr aktives Metall. Seine Sicherheit hängt hauptsächlich von der thermischen Stabilität der Batteriematerialien ab und steht auch in engem Zusammenhang mit Missbrauchsbedingungen der Batterie wie Überladung, Vernadelung, Extrusion und hohen Temperaturen. Im Gegensatz dazu werden Blei-Säure-Batterien in Bezug auf die Sicherheit noch besser sein.
Natriumionenbatterien haben auch eine relativ sichere Leistung, sie können normalerweise im Temperaturbereich von minus 40 ° C bis 80 ° C arbeiten, die Kapazitätserhaltungsrate liegt in der Umgebung von minus 20 ° C bei fast 90 %, die Leistung bei hohen und niedrigen Temperaturen ist besser als Bei anderen Sekundärbatterien ist das Phänomen des thermischen Durchgehens der Batterie viel geringer als bei Lithium-Ionen-Batterien.
Bei Graphenbatterien sind die Prozessschwierigkeiten und die für die Produktion verwendeten Materialien im Grunde die gleichen wie bei Blei-Säure-Batterien, mit der Ausnahme, dass Graphenelemente hinzugefügt werden, die die Leitfähigkeit erhöhen können. Diese Betriebsweise entspricht der gleichen Logik wie die frühen Blei- Säurebatterie, die das korrosionsbeständige Element „Cadmium“ hinzufügt. Daher gibt es in Bezug auf die Sicherheit keinen offensichtlichen Unterschied zwischen Blei-Säure-Batterien und Graphen-Batterien, und beide sind nicht brennbare Batterietypen.
4. Unterschied in der Lebensdauer
Theoretisch sind die Hauptbestandteile von Blei-Säure-Batterien Schwefelsäure und Bleiplatten, die während des Batteriebetriebs leicht verbraucht und beschädigt werden können. Im Zyklus Lade- und Entladezeiten dauern Blei-Säure-Batterien im Allgemeinen nur 300 Mal, daher beträgt die theoretische Lebensdauer im Allgemeinen etwa drei Jahre.
Lithiumbatterien und Bleisäurebatterien sind unterschiedlich, ihr Lithiummetall ist haltbarer und die Designtheorie der Zirkulationszykluszahl ist normalerweise größer als das 1000-fache, daher kann die Theorie des Lebens im Allgemeinen etwa 5 Jahre lang verwendet werden. Darüber hinaus ist die Haltbarkeit von Lithium-Ionen bahnbrechender. Die derzeit bekannte Lithiumbatterie mit relativ langer Lebensdauer kann 25.000 Lade- und Entladezyklen erreichen, und es wird erwartet, dass sie etwa 70 Jahre lang verwendet wird, was für Blei-Säure-Batterien unmöglich ist.
Da der Radius von Natriumionen größer ist als der von Lithiumionen, ist es schwierig, sie in den Reaktionsprozess einzubetten und daraus zu entfernen, und es können leicht strukturelle Veränderungen verursacht werden, was zu einer kurzen Lebensdauer führt. Die auf 80 % reduzierte Lebensdauer der Natrium-Ionen-Batterie kann 2.000 Mal aufgeladen werden, weit mehr als die 300-500 Zyklen von Blei-Säure-Batterien, aber deutlich weniger als die 4.000-6.000 Zyklen von Lithium-Ionen-Batterien
Die Graphen-Batterie als aktualisierte Version der Blei-Säure-Batterie verstärkt natürlich die Schwächen der Originalversion, einschließlich der Lebensdauer und des Designs der oben genannten Lade- und Entladezeiten der Blei-Säure-Batterie in etwa 300 Mal und der Ladung der Graphen-Batterie und Entladezeiten ist rund 500 mal, verbessert die zwei Drittel. Natürlich hängt die spezifische Verwendung vom Wartungsbewusstsein des Besitzers ab, aber theoretisch sind es die gleichen Batterietypen wie Blei-Säure-Batterien, die anfällig sind"Verletzung"und haben im Allgemeinen eine Lebensdauer von drei Jahren, wenn sie während des Gebrauchs nicht gewartet werden.
Tatsächlich haben sich während der Entwicklung der globalen Batterieindustrie in den letzten Jahren Lithiumbatterien, Natriumionenbatterien, Graphenbatterien und andere Batterieindustrien schnell entwickelt, obwohl sich die relevanten Richtlinien und Marktentwicklungsfaktoren geändert haben. Allerdings ist die Blei-Säure-Batterie in Bezug auf den derzeitigen globalen Geltungsbereich immer noch die chemische Batterie mit dem größten Marktanteil und dem breitesten Einsatzspektrum, insbesondere in einigen anderen Entwicklungsländern. Blei-Säure-Batterien spielen aufgrund ihrer erschwinglicheren, ausgereifteren und stabileren Recyclingtechnologie immer noch eine zentrale Rolle auf dem Markt.
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