Olověné baterie a lithiové baterie
1. Olověné baterie
1.1 Co jsou to olověné baterie?
● Olověný akumulátor je akumulátor, jehož elektrody jsou převážně vyrobeny zVésta jehooxidya jehož elektrolyt jeroztok kyseliny sírové.
● Jmenovité napětí jednočlánkové olověné baterie je2,0 V, který lze vybíjet na 1,5V a nabíjet na 2,4V.
● V aplikacích,6 jednočlánkovýcholověné baterie jsou často zapojeny do série, aby vytvořily jmenovitý12Volověný akumulátor.
1.2 Struktura olověných baterií
● Ve vybitém stavu olověných baterií je hlavní složkou kladné elektrody oxid olovnatý a proud teče z kladné elektrody do záporné elektrody a hlavní složkou záporné elektrody je olovo.
● Ve stavu nabití olověných baterií jsou hlavní součásti kladné a záporné elektrody síran olovnatý a proud teče z kladné elektrody do záporné elektrody.
●Grafenové baterie: vodivé přísady grafenuse přidávají k materiálům kladných a záporných elektrod,grafenové kompozitní elektrodové materiályse přidávají ke kladné elektrodě afunkční vrstvy grafenuse přidávají do vodivých vrstev.
1.3 Co představují informace na certifikátu?
●6-DZF-20:6 znamená, že existují6 mřížek, každá mřížka má napětí2Va napětí zapojené do série je 12V a 20 znamená, že baterie má kapacitu20 AH.
● D (elektrický), Z (s posilovačem), F (ventilově řízená bezúdržbová baterie).
●DZM:D (elektrický), Z (vozidlo s posilovačem), M (uzavřená bezúdržbová baterie).
●EVF:EV (akumulátorové vozidlo), F (ventilově řízená bezúdržbová baterie).
1.4 Rozdíl mezi ventilem řízeným a utěsněným
●Ventilem řízená bezúdržbová baterie:není třeba přidávat vodu nebo kyselinu pro údržbu, samotná baterie je uzavřená konstrukce,žádný únik kyseliny nebo kyselá mlhas jednosměrnou bezpečnostívýfukový ventil, když vnitřní plyn překročí určitou hodnotu, výfukový ventil se automaticky otevře, aby se plyn vyčerpal
●Uzavřený bezúdržbový olověný akumulátor:celá baterie jeplně uzavřený (redoxní reakce baterie cirkuluje uvnitř utěsněného pouzdra), takže bezúdržbová baterie nemá žádný přepad „škodlivého plynu“.
2. Lithiové baterie
2.1 Co jsou to lithiové baterie?
● Lithiové baterie jsou typem baterie, která využívákov lithia or lithiová slitinajako pozitivní/negativní elektrodové materiály a používá nevodné roztoky elektrolytů.(Lithné soli a organická rozpouštědla)
2.2 Klasifikace lithiových baterií
●Lithiové baterie lze zhruba rozdělit do dvou kategorií: lithiové kovové baterie a lithium-iontové baterie.Lithium-iontové baterie jsou lepší než lithium-kovové baterie z hlediska bezpečnosti, specifické kapacity, rychlosti samovybíjení a poměru výkonu a ceny.
● Vzhledem k vlastním vysokým technologickým požadavkům vyrábějí tento typ lithiové kovové baterie pouze společnosti v několika zemích.
2.3 Lithium-iontová baterie
| Materiály pozitivní elektrody | Jmenovité napětí | Energetická hustota | Život cyklu | Náklady | Bezpečnostní | Časy cyklů | Normální provozní teplota |
| Lithium Cobalt Oxide (LCO) | 3,7 V | Střední | Nízký | Vysoký | Nízký | ≥500 300-500 | Fosforečnan lithný: -20℃~65℃ Ternární lithium: -20℃~45℃Ternární lithiové baterie jsou při nízkých teplotách účinnější než fosforečnan lithný, ale nejsou tak odolné vůči vysokým teplotám jako fosforečnan lithný.To však závisí na konkrétních podmínkách každé továrny na baterie. |
| Lithium-manganový oxid (LMO) | 3,6V | Nízký | Střední | Nízký | Střední | ≥500 800-1000 | |
| Lithium Nikel Oxid (LNO) | 3,6V | Vysoký | Nízký | Vysoký | Nízký | Žádná data | |
| Lithium Iron Phosphate (LFP) | 3,2 V | Střední | Vysoký | Nízký | Vysoký | 1200-1500 | |
| Nikl-kobaltový hliník (NCA) | 3,6V | Vysoký | Střední | Střední | Nízký | ≥500 800-1200 | |
| Nikl Kobalt Mangan (NCM) | 3,6V | Vysoký | Vysoký | Střední | Nízký | ≥1000 800-1200 |
●Materiály negativních elektrod:Nejčastěji se používá grafit.Kromě toho lze pro zápornou elektrodu použít také lithiový kov, lithiovou slitinu, křemíkovou uhlíkovou negativní elektrodu, oxidové negativní elektrodové materiály atd.
● Pro srovnání, fosforečnan lithný a železnatý je cenově nejvýhodnějším materiálem kladné elektrody.
2.4 Klasifikace tvaru lithium-iontové baterie
Válcová lithium-iontová baterie
Prizmatická Li-ion baterie
Knoflíková lithium-iontová baterie
Lithium-iontová baterie speciálního tvaru
Soft pack baterie
● Běžné tvary používané pro baterie elektrických vozidel:válcové a měkké balení
● Válcová lithiová baterie:
● Výhody: vyspělá technologie, nízké náklady, malá jediná energie, snadné ovládání, dobrý odvod tepla
● Nevýhody:velký počet bateriových sad, relativně vysoká hmotnost, mírně nižší hustota energie
● Soft-pack lithiová baterie:
● Výhody: superponovaná výrobní metoda, tenčí, lehčí, vyšší hustota energie, více variant při vytváření bateriového bloku
● Nevýhody:špatný celkový výkon akumulátoru (konzistence), není odolný vůči vysokým teplotám, není snadné standardizovat, vysoká cena
● Jaký tvar je lepší pro lithiové baterie?Ve skutečnosti neexistuje absolutní odpověď, záleží především na poptávce
● Chcete-li nízkou cenu a dobrý celkový výkon: válcová lithiová baterie > lithiová baterie soft-pack
● Pokud chcete malé rozměry, lehkost a vysokou hustotu energie: lithiová baterie s měkkým balením > válcová lithiová baterie
2.5 Struktura lithiové baterie
● 18650: 18 mm označuje průměr baterie, 65 mm označuje výšku baterie, 0 označuje válcový tvar, a tak dále
● Výpočet lithiové baterie 12v20ah: Předpokládejme, že jmenovité napětí baterie 18650 je 3,7V (4,2V při plném nabití) a kapacita je 2000ah (2ah)
● Abyste získali 12V, potřebujete 3 baterie 18650 (12/3,7≈3)
● Chcete-li získat 20ah, 20/2=10, potřebujete 10 skupin baterií, každá se 3 12V.
● 3 v sérii je 12V, 10 paralelně je 20ah, to znamená 12v20ah (celkem je potřeba 30 článků 18650)
● Při vybíjení proud teče ze záporné elektrody do kladné elektrody
● Při nabíjení proud teče z kladné elektrody na zápornou elektrodu
3. Srovnání mezi lithiovou baterií, olověnou baterií a grafénovou baterií
| Srovnání | Lithiová baterie | Olověná baterie | Grafenová baterie |
| Cena | Vysoký | Nízký | Střední |
| Bezpečnostní faktor | Nízký | Vysoký | Relativně vysoká |
| Objem a hmotnost | Malé rozměry, nízká hmotnost | Velká velikost a velká hmotnost | Velký objem, těžší než olověná baterie |
| Životnost baterie | Vysoký | Normální | Vyšší než olověná baterie, nižší než lithiová baterie |
| Životnost | 4 roky (ternární lithium: 800-1200krát fosforečnan lithný: 1200-1500krát) | 3 roky (3-500krát) | 3 roky (>500krát) |
| Přenosnost | Flexibilní a snadno se nosí | Nelze účtovat | Nelze účtovat |
| Opravit | Neopravitelné | Opravitelné | Opravitelné |
● Neexistuje jednoznačná odpověď na to, která baterie je pro elektromobily lepší.Záleží především na poptávce po bateriích.
● Z hlediska životnosti baterie: lithiová baterie > grafen > olověná kyselina.
● Z hlediska ceny a bezpečnostního faktoru: olověná kyselina > grafen > lithiová baterie.
● Z hlediska přenosnosti: lithiová baterie > olověná kyselina = grafen.
4. Certifikáty související s baterií
● Olověná baterie: Pokud olověná baterie projde zkouškami vibracemi, tlakovým rozdílem a 55°C teplotními testy, může být osvobozena od běžné nákladní přepravy.Pokud neprojde třemi testy, je klasifikován jako nebezpečné zboží kategorie 8 (žíravé látky)
● Mezi běžné certifikáty patří:
●Certifikace pro bezpečnou přepravu chemického zboží(letecká/námořní doprava);
●MSDS(ARCH S DATY O BEZPEČNOSTI MATERIÁLU);
● Lithiová baterie: klasifikovaná jako vývoz nebezpečného zboží třídy 9
● Mezi běžné certifikáty patří: lithiové baterie jsou běžně UN38.3, UN3480, UN3481 a UN3171, certifikát balíku nebezpečného zboží, zpráva o hodnocení podmínek nákladní dopravy
●UN38.3zpráva o bezpečnostní kontrole
●UN3480lithium-iontová baterie
●UN3481lithium-iontová baterie nainstalovaná v zařízení nebo lithiová elektronická baterie a zařízení zabalené společně (stejná skříň na nebezpečné zboží)
●UN3171vozidlo napájené bateriemi nebo zařízení napájené bateriemi (baterie umístěná v autě, stejná skříň na nebezpečné zboží)
5. Problémy s baterií
● Olověné baterie se používají dlouhou dobu a kovové spoje uvnitř baterie jsou náchylné k prasknutí, což způsobuje zkraty a samovznícení.Lithiové baterie jsou po životnosti a jádro baterie stárne a vytéká, což může snadno způsobit zkrat a vysoké teploty.
Olověné baterie
Lithiová baterie
● Neoprávněná úprava: Uživatelé neoprávněně upravují obvod baterie, což ovlivňuje bezpečnostní výkon elektrického obvodu vozidla.Nesprávná úprava způsobuje přetížení, přetížení, zahřátí a zkratování obvodu vozidla.
Olověné baterie
Lithiová baterie
● Selhání nabíječky.Pokud je nabíječka ponechána delší dobu v autě a třese se, může snadno dojít k uvolnění kondenzátorů a rezistorů v nabíječce, což může snadno vést k přebití baterie.Použití nesprávné nabíječky může také způsobit přebíjení.
● Elektrokola jsou vystavena slunci.V létě jsou vysoké teploty a elektrokola není vhodné parkovat venku na slunci.Teplota uvnitř baterie bude stále stoupat.Pokud baterii nabijete ihned po návratu domů z práce, teplota uvnitř baterie se bude dále zvyšovat.Když dosáhne kritické teploty, snadno se samovolně vznítí.
● Elektrické motocykly se při silném dešti snadno namočí do vody.Lithiové baterie nelze použít po namočení ve vodě.Elektromobily s olověnými bateriemi je třeba po namočení do vody opravit v opravně.
6. Denní údržba a používání baterií a dalších
● Vyvarujte se přebíjení a nadměrného vybíjení baterie
Přebíjení:Obecně se v Číně pro nabíjení používají nabíjecí piloty.Po úplném nabití se napájení automaticky odpojí.Při nabíjení pomocí nabíječky se při plném nabití automaticky odpojí napájení.Kromě běžných nabíječek bez funkce plného nabití power-off se při plném nabití budou nadále nabíjet malým proudem, což ovlivní životnost na dlouhou dobu;
Nadměrné vybíjení:Obecně se doporučuje nabíjet baterii, když zbývá 20 % energie.Dlouhodobé nabíjení nízkým výkonem způsobí podpětí baterie a nemusí se nabíjet.Musí být znovu aktivován a nemusí být aktivován.
● Vyhněte se použití při vysokých a nízkých teplotách.Vysoká teplota zesílí chemickou reakci a vytvoří velké množství tepla.Když teplo dosáhne určité kritické hodnoty, způsobí spálení a explozi baterie.
● Vyhněte se rychlému nabíjení, což způsobí změny vnitřní struktury a nestabilitu.Zároveň se baterie zahřeje a ovlivní životnost baterie.Podle charakteristik různých lithiových baterií pro 20A lithium-oxid manganovou baterii, použití 5A nabíječky a 4A nabíječky za stejných podmínek použití, použití 5A nabíječky zkrátí cyklus asi 100krát.
●Pokud se elektromobil delší dobu nepoužívá, zkuste jej nabít jednou týdně nebo jednou za týden 15 dní.Samotná olověná baterie spotřebuje každý den asi 0,5 % své vlastní energie.Při instalaci na nové auto spotřebuje rychleji.
Energii spotřebovávají také lithiové baterie.Pokud se baterie nenabíjí po dlouhou dobu, bude ve stavu ztráty energie a baterie může být nepoužitelná.
Zcela novou baterii, která nebyla vybalena, je třeba jednou nabíjet déle než100 dní.
●Pokud byla baterie používána delší dobučas a má nízkou účinnost, může být olověná baterie doplněna elektrolytem nebo vodou odborníky, aby byla po určitou dobu nadále používána, ale za normálních okolností se doporučuje přímo vyměnit novou baterii.Lithiová baterie má nízkou účinnost a nelze ji opravit.Novou baterii se doporučuje vyměnit přímo.
●Problém s nabíjením: Nabíječka musí používat odpovídající model.60V nemůže nabíjet 48V baterie, 60V olověné baterie nemůže nabíjet 60V lithiové baterie aolověné nabíječky a nabíječky lithiových baterií nelze používat zaměnitelně.
Pokud je doba nabíjení delší než obvykle, doporučujeme odpojit nabíjecí kabel a ukončit nabíjení.Věnujte pozornost tomu, zda není baterie zdeformovaná nebo poškozená.
●Životnost baterie = napětí × ampér baterie × rychlost ÷ výkon motoru Tento vzorec není vhodný pro všechny modely, zejména modely s vysokým výkonem.V kombinaci s údaji o používání většiny uživatelek je metoda následující:
48V lithiová baterie, 1A = 2,5 km, 60V lithiová baterie, 1A = 3 km, 72V lithiová baterie, 1A = 3,5 km, olovo-kyselina je asi o 10 % méně než lithiová baterie.
48V baterie může běžet 2,5 kilometru na ampér (48V20A 20×2,5=50 kilometrů)
60V baterie může běžet 3 kilometry na ampér (60V20A 20×3=60 kilometrů)
72V baterie může běžet 3,5 kilometru na ampér (72V20A 20×3,5=70 kilometrů)
●Kapacita baterie/A nabíječky se rovná době nabíjení, doba nabíjení = kapacita baterie/nabíječka A číslo, například 20A/4A = 5 hodin, ale protože účinnost nabíjení bude po nabití na 80% pomalejší (puls sníží proud), tak se většinou píše 5-6 hodin nebo 6-7 hodin (u pojištění)
