Baterii cu plumb-acid și baterii cu litiu
1. Baterii cu plumb-acid
1.1 Ce sunt bateriile cu plumb-acid?
● Bateria plumb-acid este o baterie de stocare ai cărei electrozi sunt fabricați în principal dinconducesi esteoxizi, și al cărui electrolit estesoluție de acid sulfuric.
● Tensiunea nominală a unei baterii plumb-acid cu o singură celulă este2,0 V, care poate fi descărcat la 1,5 V și încărcat la 2,4 V.
● În aplicații,6 unicelularebateriile plumb-acid sunt adesea conectate în serie pentru a forma un nominal12Vbaterie plumb-acid.
1.2 Structura bateriei cu plumb-acid
● În starea de descărcare a bateriilor cu plumb-acid, componenta principală a electrodului pozitiv este dioxidul de plumb, iar curentul trece de la electrodul pozitiv la cel negativ, iar componenta principală a electrodului negativ este plumb.
● În starea de încărcare a bateriilor cu plumb-acid, componentele principale ale electrozilor pozitivi și negativi sunt sulfatul de plumb, iar curentul trece de la electrodul pozitiv la cel negativ.
●Baterii cu grafen: aditivi conductivi de grafensunt adăugate la materialele electrodului pozitiv și negativ,materiale compozite pentru electrozi grafensunt adăugate la electrodul pozitiv șistraturi funcționale de grafense adaugă straturilor conductoare.
1.3 Ce reprezintă informațiile de pe certificat?
●6-DZF-20:6 înseamnă că există6 grile, fiecare grilă are o tensiune de2V, iar tensiunea conectată în serie este de 12V, iar 20 înseamnă că bateria are o capacitate de20AH.
● D (electric), Z (asistat de putere), F (baterie fără întreținere reglată prin supapă).
●DZM:D (electric), Z (vehicul asistat de putere), M (baterie etanșă fără întreținere).
●EVF:EV (vehicul cu baterie), F (baterie fără întreținere reglată prin supapă).
1.4 Diferența dintre supapă controlată și sigilată
●Baterie fără întreținere reglată prin supapă:nu este nevoie să adăugați apă sau acid pentru întreținere, bateria în sine este o structură etanșă,fără scurgeri de acid sau ceață acidă, cu o siguranță unidirecționalăsupapa de evacuare, când gazul intern depășește o anumită valoare, supapa de evacuare se deschide automat pentru a evacua gazul
●Baterie sigilată fără întreținere plumb-acid:intreaga baterie estecomplet închisă (reacția redox a bateriei este vehiculată în interiorul carcasei sigilate), astfel încât bateria fără întreținere nu are preaplin de „gaz nociv”.
2. Baterii cu litiu
2.1 Ce sunt bateriile cu litiu?
● Bateriile cu litiu sunt un tip de baterie care utilizeazălitiu metalic or aliaj de litiuca materiale electrozi pozitive/negative și utilizează soluții electrolitice neapoase.(Săruri de litiu și solvenți organici)
2.2 Clasificarea bateriilor cu litiu
●Bateriile cu litiu pot fi împărțite aproximativ în două categorii: baterii cu litiu metalic și baterii cu litiu-ion.Bateriile cu litiu-ion sunt superioare bateriilor cu litiu metal în ceea ce privește siguranța, capacitatea specifică, rata de autodescărcare și raportul performanță-preț.
● Datorită propriilor cerințe tehnologice înalte, numai companiile din câteva țări produc acest tip de baterie cu litiu metal.
2.3 Baterie litiu-ion
| Materiale pentru electrozi pozitivi | Tensiune nominală | Densitatea energiei | Ciclul de viață | Cost | Securitate | Timp de ciclu | Temperatura normală de funcționare |
| Oxid de litiu cobalt (LCO) | 3,7 V | Mediu | Scăzut | Înalt | Scăzut | ≥500 300-500 | Fosfat de fier de litiu: -20℃~65℃ Litiu ternar: -20℃~45℃Bateriile ternare cu litiu sunt mai eficiente decât fosfatul de litiu de fier la temperaturi scăzute, dar nu sunt la fel de rezistente la temperaturi ridicate precum fosfatul de litiu de fier.Totuși, acest lucru depinde de condițiile specifice ale fiecărei fabrici de baterii. |
| Oxid de litiu mangan (LMO) | 3,6 V | Scăzut | Mediu | Scăzut | Mediu | ≥500 800-1000 | |
| Oxid de litiu nichel (LNO) | 3,6 V | Înalt | Scăzut | Înalt | Scăzut | Nu există date | |
| Fosfat de fier de litiu (LFP) | 3,2 V | Mediu | Înalt | Scăzut | Înalt | 1200-1500 | |
| Aluminiu Nichel Cobalt (NCA) | 3,6 V | Înalt | Mediu | Mediu | Scăzut | ≥500 800-1200 | |
| Nichel Cobalt Mangan (NCM) | 3,6 V | Înalt | Înalt | Mediu | Scăzut | ≥1000 800-1200 |
●Materialele electrozilor negativi:Grafitul este folosit cel mai mult.În plus, litiu metalic, aliaj de litiu, electrod negativ siliciu-carbon, materiale cu electrozi negativi oxid etc. pot fi, de asemenea, utilizate pentru electrodul negativ.
● Prin comparație, fosfatul de litiu fier este cel mai rentabil material pentru electrozi pozitivi.
2.4 Clasificarea formei bateriei litiu-ion
Baterie cilindrică litiu-ion
Baterie prismatică Li-ion
Baterie buton litiu-ion
Baterie litiu-ion cu formă specială
Baterie moale
● Forme comune utilizate pentru bateriile vehiculelor electrice:cilindric și soft-pack
● Baterie cilindrică cu litiu:
● Avantaje: tehnologie matură, cost redus, energie unică mică, ușor de controlat, disipare bună a căldurii
● Dezavantaje:un număr mare de pachete de baterii, greutate relativ mare, densitate de energie puțin mai mică
● Baterie moale cu litiu:
● Avantaje: metoda de fabricație suprapusă, mai subțire, mai ușoară, densitate de energie mai mare, mai multe variații la formarea unui pachet de baterii
● Dezavantaje:performanță generală slabă a acumulatorului (consistență), nu este rezistent la temperaturi ridicate, nu este ușor de standardizat, cost ridicat
● Care formă este mai bună pentru bateriile cu litiu?De fapt, nu există un răspuns absolut, depinde în principal de cerere
● Dacă doriți un cost scăzut și o performanță generală bună: baterie cilindrică cu litiu > baterie cu litiu soft-pack
● Dacă doriți dimensiune mică, ușoară, densitate mare de energie: baterie cu litiu soft-pack > baterie cu litiu cilindrică
2.5 Structura bateriei cu litiu
● 18650: 18 mm indică diametrul bateriei, 65 mm indică înălțimea bateriei, 0 indică o formă cilindrică, și așa mai departe
● Calculul bateriei cu litiu de 12v20ah: Să presupunem că tensiunea nominală a unei baterii 18650 este de 3,7V (4,2v când este complet încărcată) și capacitatea este de 2000ah (2ah)
● Pentru a obține 12v, aveți nevoie de 3 baterii 18650 (12/3,7≈3)
● Pentru a obține 20ah, 20/2=10, aveți nevoie de 10 grupuri de baterii, fiecare cu 3 12V.
● 3 în serie este 12V, 10 în paralel este 20ah, adică 12v20ah (sunt necesare un total de 30 18650 de celule)
● La descărcare, curentul trece de la electrodul negativ la electrodul pozitiv
● La încărcare, curentul trece de la electrodul pozitiv la cel negativ
3. Comparație între baterie cu litiu, baterie cu plumb și baterie cu grafen
| Comparaţie | Baterie cu litiu | Baterie plumb-acid | Baterie cu grafen |
| Preț | Înalt | Scăzut | Mediu |
| Factor de securitate | Scăzut | Înalt | Relativ ridicat |
| Volumul și greutatea | Dimensiune mică, greutate redusă | Dimensiuni mari si greutate mare | Volum mare, mai greu decât bateria plumb-acid |
| Durata de viata a bateriei | Înalt | Normal | Mai mare decât bateria cu plumb-acid, mai mică decât bateria cu litiu |
| Durată de viaţă | 4 ani (litiu ternar: 800-1200 ori fosfat de litiu fier: 1200-1500 de ori) | 3 ani (3-500 de ori) | 3 ani (>500 de ori) |
| Portabilitate | Flexibil și ușor de transportat | Nu poate fi taxat | Nu poate fi taxat |
| Reparație | Nereparabil | Reparabil | Reparabil |
● Nu există un răspuns absolut la care baterie este mai bună pentru vehiculele electrice.Depinde în principal de cererea de baterii.
● În ceea ce privește durata și durata de viață a bateriei: baterie cu litiu > grafen > plumb acid.
● În ceea ce privește prețul și factorul de siguranță: plumb acid > grafen > baterie cu litiu.
● În ceea ce privește portabilitatea: baterie cu litiu > plumb acid = grafen.
4. Certificate legate de baterie
● Baterie cu plumb: Dacă bateria cu plumb trece testele de vibrație, diferența de presiune și temperatura de 55°C, poate fi scutită de transportul obișnuit de mărfuri.Dacă nu trece cele trei teste, este clasificat ca mărfuri periculoase categoria 8 (substanțe corozive)
● Certificatele comune includ:
●Certificare pentru transportul în siguranță al mărfurilor chimice(transport aerian/maritim);
●MSDS(FOAIE DE DATE DE MATERIAL DE SECURITATE);
● Baterie cu litiu: clasificată ca export de mărfuri periculoase clasa 9
● Certificatele comune includ: bateriile cu litiu sunt de obicei UN38.3, UN3480, UN3481 și UN3171, certificat de pachet de mărfuri periculoase, raport de evaluare a condițiilor de transport de mărfuri
●UN38.3raport de inspecție de siguranță
●UN3480acumulator litiu-ion
●UN3481baterie litiu-ion instalată în echipament sau baterie electronică cu litiu și echipamente ambalate împreună (același dulap pentru mărfuri periculoase)
●UN3171vehicul alimentat cu baterii sau echipament alimentat cu baterie (bateria plasată în mașină, același dulap pentru mărfuri periculoase)
5. Probleme ale bateriei
● Bateriile plumb-acid sunt folosite o perioadă lungă de timp, iar conexiunile metalice din interiorul bateriei sunt predispuse la rupere, provocând scurtcircuite și ardere spontană.Bateriile cu litiu au depășit durata de viață, iar miezul bateriei este îmbătrânit și are scurgeri, ceea ce poate provoca cu ușurință scurtcircuite și temperaturi ridicate.
Baterii plumb-acid
Baterie cu litiu
● Modificare neautorizată: Utilizatorii modifică circuitul bateriei fără autorizație, ceea ce afectează performanța de siguranță a circuitului electric al vehiculului.Modificarea necorespunzătoare determină supraîncărcarea, supraîncărcarea, încălzirea și scurtcircuitarea circuitului vehiculului.
Baterii plumb-acid
Baterie cu litiu
● Eroare la încărcător.Dacă încărcătorul este lăsat în mașină pentru o perioadă lungă de timp și se agită, este ușor să provocați slăbirea condensatorilor și rezistențelor din încărcător, ceea ce poate duce cu ușurință la supraîncărcarea bateriei.Luarea unui încărcător greșit poate provoca, de asemenea, supraîncărcare.
● Bicicletele electrice sunt expuse la soare.Vara, temperatura este ridicată și nu este potrivit să parcați bicicletele electrice afară, la soare.Temperatura din interiorul bateriei va continua să crească.Dacă încărcați bateria imediat după ce ați ajuns acasă de la plecare de la muncă, temperatura din interiorul bateriei va continua să crească.Când atinge temperatura critică, este ușor să se aprindă spontan.
● Motocicletele electrice sunt ușor de înmuiat în apă în timpul ploilor abundente.Bateriile cu litiu nu pot fi folosite după ce au fost înmuiate în apă.Vehiculele electrice cu baterii cu plumb-acid trebuie reparate într-un atelier de reparații după ce au fost înmuiate în apă.
6. Întreținerea zilnică și utilizarea bateriilor și a altora
● Evitați supraîncărcarea și supradescărcarea bateriei
Supraîncărcare:În general, pile de încărcare sunt folosite pentru încărcare în China.Când este complet încărcat, sursa de alimentare va fi deconectată automat.Când se încarcă cu un încărcător, alimentarea va fi deconectată automat când este complet încărcată.În plus față de încărcătoarele obișnuite fără funcție de oprire completă, atunci când sunt complet încărcate, acestea vor continua să se încarce cu un curent mic, ceea ce va afecta durata de viață pentru o lungă perioadă de timp;
Supra-descărcare:În general, se recomandă încărcarea bateriei când mai există 20% putere.Încărcarea cu putere redusă pentru o perioadă lungă de timp va face ca bateria să fie sub tensiune și este posibil să nu fie încărcată.Trebuie să fie activat din nou și este posibil să nu fie activat.
● Evitați utilizarea acestuia în condiții de temperatură ridicată și scăzută.Temperatura ridicată va intensifica reacția chimică și va genera multă căldură.Când căldura atinge o anumită valoare critică, va provoca arderea și explodarea bateriei.
● Evitați încărcarea rapidă, ceea ce va provoca modificări în structura internă și instabilitate.În același timp, bateria se va încălzi și va afecta durata de viață a bateriei.Conform caracteristicilor diferitelor baterii cu litiu, pentru o baterie cu litiu oxid de mangan de 20A, folosirea unui încărcător de 5A și a unui încărcător de 4A în aceleași condiții de utilizare, utilizarea unui încărcător de 5A va reduce ciclul de aproximativ 100 de ori.
●Dacă vehiculul electric nu este folosit o perioadă lungă de timp, încercați să îl încărcați o dată pe săptămână sau o dată 15 zile.Bateria plumb-acid în sine va consuma aproximativ 0,5% din propria energie în fiecare zi.Va consuma mai repede atunci când este instalat pe o mașină nouă.
Bateriile cu litiu vor consuma, de asemenea, energie.Dacă bateria nu este încărcată o perioadă lungă de timp, aceasta va fi într-o stare de pierdere a energiei și bateria poate fi inutilizabilă.
O baterie nou-nouță care nu a fost dezambalată trebuie încărcată o dată pentru mai mult de100 de zile.
●Dacă bateria a fost folosită mult timptimp și are o eficiență scăzută, bateria plumb-acid poate fi adăugată cu electrolit sau apă de către profesioniști pentru a continua să fie folosită pentru o perioadă de timp, dar în circumstanțe normale, se recomandă înlocuirea directă a noii baterii.Bateria cu litiu are o eficiență scăzută și nu poate fi reparată.Se recomandă înlocuirea directă a bateriei noi.
●Problemă de încărcare: Încărcătorul trebuie să folosească un model potrivit.60V nu poate încărca bateriile de 48V, 60V plumb-acid nu poate încărca bateriile de 60V cu litiu șiÎncărcătoarele cu plumb-acid și încărcătoarele de baterii cu litiu nu pot fi folosite în mod interschimbabil.
Dacă timpul de încărcare este mai lung decât de obicei, se recomandă să deconectați cablul de încărcare și să opriți încărcarea.Acordați atenție dacă bateria este deformată sau deteriorată.
●Durata de viață a bateriei = tensiune × amper baterie × viteza ÷ puterea motorului Această formulă nu este potrivită pentru toate modelele, în special pentru modelele de motoare de mare putere.Combinată cu datele de utilizare ale majorității utilizatorilor de sex feminin, metoda este următoarea:
Baterie cu litiu de 48 V, 1 A = 2,5 km, baterie cu litiu de 60 V, 1 A = 3 km, baterie cu litiu de 72 V, 1 A = 3,5 km, plumb-acid este cu aproximativ 10% mai puțin decât bateria cu litiu.
Bateria de 48V poate rula 2,5 kilometri pe amper (48V20A 20×2,5=50 kilometri)
Bateria de 60V poate rula 3 kilometri pe amper (60V20A 20×3=60 kilometri)
Bateria de 72V poate rula 3,5 kilometri pe amper (72V20A 20×3,5=70 kilometri)
●Capacitatea bateriei/A încărcătorului este egală cu timpul de încărcare, timpul de încărcare = capacitatea bateriei/încărcătorul Un număr, de exemplu 20A/4A = 5 ore, dar pentru că eficiența de încărcare va fi mai lentă după încărcare la 80% (pulsul va reduce curentul), deci se scrie de obicei ca 5-6 ore sau 6-7 ore (pentru asigurare)
