O que é melhor: bateria de lítio, bateria de grafeno ou bateria de chumbo-ácido?

Com a popularidade dos veículos elétricos, cada vez mais pessoas começam a prestar atenção na bateria. A bateria é o armazém de armazenamento de energia dos veículos elétricos. Os veículos elétricos convertem energia elétrica em energia química durante o carregamento e armazenam-na na bateria. Ao utilizar veículos elétricos, o motor converte a energia química da bateria em energia mecânica, para que os veículos elétricos possam circular na estrada. Como a bateria é a fonte de energia dos veículos elétricos, que tipos de baterias são usadas atualmente nos veículos elétricos e qual bateria é melhor?

Após o rápido desenvolvimento dos veículos elétricos nos últimos anos, as baterias utilizadas nos veículos elétricos são divididas principalmente em baterias de lítio, baterias de grafeno e baterias de chumbo-ácido. O que é melhor, baterias de lítio, baterias de grafeno e baterias de chumbo-ácido,

Comparação de bateria de lítio, bateria de grafeno e bateria de chumbo-ácido

一、 Vantagens e desvantagens da bateria de lítio

1. A densidade de energia é alta e sua densidade de energia de volume e densidade de energia de massa podem chegar a 450W. h/dm3 e 150W. h/kg, respectivamente, e continuam aumentando.

2. A tensão média de saída é alta (cerca de 3,6 V), que é 3 vezes maior que a das baterias Ni Cd e Ni l.

3. Alta potência de saída.

4. A autodescarga é pequena, menos de 10% ao mês, menos da metade de Ni Cd e Ni Ml.

5. Sem o efeito de memória como as baterias Ni Cd e Ni MH, o desempenho do ciclo é superior.

6. Pode ser carregado e descarregado rapidamente e a capacidade pode atingir mais de 80% da capacidade nominal quando carregado a 1C.

7. Alta eficiência de carregamento, basicamente 100% após o primeiro ciclo.

8. A faixa de temperatura operacional é ampla, -30~+45 ℃. Com a melhoria do eletrólito e do eletrodo positivo, espera-se que seja ampliado para -40 ~ + 70 ℃, e a baixa temperatura pode ser estendida para - 60 ℃.

9. Não é necessária manutenção.

10. É “amigável” ao meio ambiente e é chamada de bateria verde.

11. Longa vida útil, 100% DOD pode ser carregado e descarregado mais de 900 vezes; Ao usar carga e descarga em profundidade rasa (30% DOD), o número de ciclos excedeu 5.000.

Desvantagens da bateria de lítio

1. O custo é alto, principalmente devido ao alto preço do material catódico LiC002. Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia catódica, LiMn204, LiFeP04, etc. podem ser usados ​​​​como cátodo, o que deverá reduzir significativamente o custo das baterias de íon de lítio;

2. Deve haver circuito de proteção especial para evitar sobrecarga ou descarga excessiva;

3. A compatibilidade com baterias comuns é baixa, porque as baterias de íon de lítio só podem ser substituídas quando três baterias comuns (3,6 V) são usadas.


二、 Vantagens e desvantagens da bateria de grafeno


Bateria de grafeno: A bateria de grafeno é um filme planar em favo de mel formado por átomos de carbono na forma de hibridização sp2. É um material quase bidimensional com apenas uma espessura de camada atômica, por isso também é chamado de grafite de camada monoatômica. Uma nova bateria de energia é desenvolvida com base no movimento rápido e grande de íons de lítio entre a superfície do grafeno e o eletrodo.

1. A capacidade de armazenamento de energia é três vezes maior do que o melhor produto do mercado atualmente. A energia específica de uma bateria de lítio (sujeito às mais avançadas) é de 180wh/kg, enquanto a energia específica de uma bateria de grafeno é superior a 600whkg.

2. O veículo elétrico movido por esta bateria pode rodar no máximo 1000 quilômetros e seu tempo de carregamento é inferior a 8 minutos.

3. Longa vida útil. Sua vida útil é quatro vezes maior que a da bateria hidrogenada tradicional e duas vezes maior que a da bateria de lítio.

4. Peso leve. As características do grafeno podem reduzir o peso da bateria para metade da bateria tradicional, o que pode melhorar a eficiência da máquina que carrega a bateria.

5. O grafeno tem mais vantagens do que as baterias tradicionais. Sua vida útil é duas vezes maior que a das baterias de lítio e quatro vezes maior que a das baterias hidrogenadas.

6. Possui velocidade de carregamento mais rápida e é mais durável do que a bateria de lítio sob alta temperatura.


Desvantagens da bateria de grafeno:

1. Atualmente, a diluição do grafite não atingiu o estágio prático e ainda há um longo caminho a percorrer antes da produção em massa.

2. Essas baterias de grafeno no mercado não são baterias de grafeno puro. Eles são apenas dopados com algumas tecnologias relacionadas ao grafeno baseadas em baterias de lítio. Em comparação com as baterias de lítio tradicionais, a melhoria de desempenho trazida por elas é apenas um pouco. Além disso, o custo do grafeno é muito alto e seu processo de fabricação também é muito alto. O processo de fabricação da bateria de grafeno ainda não está suficientemente maduro. Atualmente, está apenas em fase de laboratório e não pode atingir o nível de produção em massa.

3. Características de processo incompatíveis. Ou seja, a área superficial específica excessiva do grafeno trará muitos problemas de processo para a dispersão e homogeneização da pasta das baterias de íon de lítio existentes. Se o processo de ajuste da fábrica de baterias se esgotar e não houver espaço de lucro suficiente impulsionado pelo progresso revolucionário nos indicadores de desempenho, quem está disposto a usar esta tecnologia? As características da superfície do grafeno são muito afetadas pelo estado químico e há muitos problemas na estabilidade do lote, ciclo de vida, etc., que atualmente não atendem aos requisitos detalhados da produção de baterias de lítio.


三、 Vantagens e desvantagens da bateria de chumbo-ácido

A bateria de chumbo-ácido é um tipo de bateria cujos pólos positivos e negativos são feitos principalmente de chumbo e seus óxidos, e o eletrólito é uma solução de ácido sulfúrico. Quando a bateria de chumbo-ácido descarrega, o principal componente do pólo positivo é o dióxido de chumbo, e o principal componente do pólo negativo é o chumbo; Durante o carregamento, os principais componentes dos eletrodos positivos e negativos são o sulfato de chumbo.

Vantagens da bateria de chumbo-ácido

1. Preço barato: A bateria de chumbo-ácido é muito barata devido ao seu baixo custo de fabricação, processo de fabricação simples e baixo preço da matéria-prima. Além disso, a bateria de chumbo-ácido usada pode ser reciclada, de modo que na próxima vez que a bateria for substituída, a bateria antiga possa ser substituída por uma nova e uma parte do dinheiro possa ser compensada, reduzindo o custo de compra.

2. Alto desempenho de segurança: a estabilidade da bateria de chumbo-ácido é muito boa, mesmo que seja carregada por um longo tempo durante o uso, nenhuma explosão e outros problemas serão encontrados, e o desempenho de segurança da bateria de chumbo-ácido é alto.

3. Reparável: Embora a bateria de chumbo-ácido possa cristalizar ou sulfurizar durante o uso, ela pode ser reparada e usada por um período de tempo após o reparo, portanto, a bateria de chumbo-ácido é reparável, ao contrário da bateria de lítio, que não pode ser reparada após ocorrem problemas.


Desvantagens da bateria de chumbo-ácido:

1. Grande volume e peso pesado: o processo de fabricação de baterias de chumbo-ácido é um problema. Se a capacidade das baterias de chumbo-ácido for aumentada, será necessário um volume maior e o peso ficará mais pesado, tornando sua movimentação inconveniente.

2. Vida útil curta: A bateria de chumbo-ácido é carregada e descarregada cerca de 300-350 vezes e pode ser usada normalmente por cerca de 2-3 anos.

3. Poluição ambiental: Embora o cádmio não seja mais usado em baterias de chumbo-ácido, ele ainda causará poluição ambiental, como poluição da água e do solo.

Conclusão: Com base na comparação de condições acima, a bateria de lítio tem mais vantagens do que a bateria de grafeno e a bateria de chumbo-ácido em termos de maturidade da tecnologia de P&D, custo de fabricação, benefícios econômicos de mercado e proteção ambiental.