أيهما أفضل بطارية الليثيوم أم بطارية الجرافين أم بطارية الرصاص الحمضية؟

مع انتشار السيارات الكهربائية، بدأ المزيد والمزيد من الناس في الاهتمام بالبطارية. البطارية هي مستودع تخزين الطاقة للسيارات الكهربائية. تقوم السيارات الكهربائية بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية عند شحنها وتخزينها في البطارية. عند استخدام المركبات الكهربائية، يقوم المحرك بتحويل الطاقة الكيميائية الموجودة في البطارية إلى طاقة ميكانيكية، حتى تتمكن المركبات الكهربائية من السير على الطريق. بما أن البطارية هي مصدر الطاقة للسيارات الكهربائية، ما هي أنواع البطاريات المستخدمة حالياً في السيارات الكهربائية وأي بطارية أفضل؟

بعد التطور السريع للسيارات الكهربائية في السنوات الأخيرة، تنقسم البطاريات المستخدمة في السيارات الكهربائية بشكل أساسي إلى بطاريات الليثيوم وبطاريات الجرافين وبطاريات الرصاص الحمضية. أيهما أفضل، بطاريات الليثيوم، بطاريات الجرافين، وبطاريات الرصاص الحمضية،

مقارنة بطارية الليثيوم وبطارية الجرافين وبطارية الرصاص الحمضية

、 、 、 مزايا وعيوب بطارية الليثيوم

1. كثافة الطاقة عالية، ويمكن أن تصل كثافة الطاقة الحجمية وكثافة الطاقة الجماعية إلى 450 واط. ح/دم3 و 150 واط. ح/كجم على التوالي، ولا تزال في تزايد.

2. متوسط ​​جهد الخرج مرتفع (حوالي 3.6 فولت)، وهو 3 أضعاف بطاريات Ni Cd وNi l.

3. طاقة انتاج عالية.

4. التفريغ الذاتي صغير، أقل من 10% شهريا، أقل من نصف Ni Cd و Ni Ml.

5. بدون تأثير الذاكرة مثل بطاريات Ni Cd وNi MH، فإن أداء الدورة يكون متفوقًا.

6. يمكن شحنه وتفريغه بسرعة، ويمكن أن تصل السعة إلى أكثر من 80% من السعة الاسمية عند شحنه عند 1C.

7. كفاءة شحن عالية، بشكل أساسي 100% بعد الدورة الأولى.

8. نطاق درجة حرارة التشغيل واسع، - 30~+45 درجة مئوية. مع تحسين المنحل بالكهرباء والقطب الموجب، من المتوقع أن يتم توسيعه إلى -40~+70 درجة مئوية، ويمكن تمديد درجة الحرارة المنخفضة إلى -60 درجة مئوية.

9. لا حاجة للصيانة.

10. إنها "صديقة للبيئة" وتسمى البطارية الخضراء.

11. عمر خدمة طويل، يمكن شحن وتفريغ 100% DOD لأكثر من 900 مرة؛ عند استخدام الشحن والتفريغ على عمق ضحل (30% DOD)، يكون عدد الدورات قد تجاوز 5000.

عيوب بطارية الليثيوم

1. التكلفة مرتفعة، ويرجع ذلك أساسًا إلى ارتفاع سعر مادة الكاثود LiC002. مع التطوير المستمر لتكنولوجيا الكاثود، يمكن استخدام LiMn204، LiFeP04، وما إلى ذلك ككاثود، والذي من المتوقع أن يقلل بشكل كبير من تكلفة بطاريات الليثيوم أيون؛

2. يجب أن تكون هناك دائرة حماية خاصة لمنع الشحن الزائد أو التفريغ الزائد؛

3. التوافق مع البطاريات العادية ضعيف، لأنه لا يمكن استبدال بطاريات الليثيوم أيون إلا عند استخدام ثلاث بطاريات عادية (3.6 فولت).


3 、 مزايا وعيوب بطارية الجرافين


بطارية الجرافين: بطارية الجرافين عبارة عن فيلم مستو على شكل قرص العسل يتكون من ذرات الكربون بطريقة تهجين sp2. وهي مادة شبه ثنائية الأبعاد ذات سمك طبقة ذرية واحدة فقط، لذلك يطلق عليها أيضًا اسم الجرافيت ذو الطبقة الأحادية الذرة. تم تطوير بطارية طاقة جديدة تعتمد على الحركة المكوكية السريعة والكبيرة لأيونات الليثيوم بين سطح الجرافين والقطب الكهربائي.

1. سعة تخزين الطاقة هي ثلاثة أضعاف أفضل منتج في السوق حاليًا. تبلغ الطاقة النوعية لبطارية الليثيوم (الخاضعة للأكثر تقدمًا) 180 وات ساعة/كجم، بينما تبلغ الطاقة النوعية لبطارية الجرافين أكثر من 600 وات ساعة/كجم.

2. يمكن للسيارة الكهربائية التي تعمل بهذه البطارية أن تسير لمسافة 1000 كيلومتر على الأكثر، ومدة شحنها أقل من 8 دقائق.

3. عمر خدمة طويل. عمر الخدمة الخاص بها هو أربعة أضعاف عمر البطارية المهدرجة التقليدية ومرتين عمر بطارية الليثيوم.

4. خفيفة الوزن. ويمكن لخصائص الجرافين أن تقلل من وزن البطارية إلى نصف البطارية التقليدية، مما يمكن أن يحسن كفاءة الجهاز الذي يقوم بتحميل البطارية.

5. يتمتع الجرافين بمزايا أكثر من البطاريات التقليدية. عمر الخدمة الخاص بها هو ضعف عمر بطاريات الليثيوم وأربعة أضعاف عمر البطاريات المهدرجة.

6. تتميز بسرعة شحن أسرع وأكثر متانة من بطارية الليثيوم تحت درجة حرارة عالية.


عيوب بطارية الجرافين:

1. في الوقت الحاضر، لم يصل تخفيف الجرافيت إلى المرحلة العملية، ولا يزال هناك طريق طويل لنقطعه قبل الإنتاج الضخم.

2. بطاريات الجرافين الموجودة في السوق ليست بطاريات جرافين نقية. لقد تم تطعيمها فقط ببعض التقنيات المتعلقة بالجرافين على أساس بطاريات الليثيوم. بالمقارنة مع بطاريات الليثيوم التقليدية، فإن تحسين الأداء الذي توفره هذه البطاريات ليس سوى قليل. بالإضافة إلى ذلك، فإن تكلفة الجرافين مرتفعة جدًا، كما أن عملية تصنيعه مرتفعة جدًا أيضًا. لا تزال عملية تصنيع بطارية الجرافين غير ناضجة بما فيه الكفاية. في الوقت الحاضر، هو فقط في مرحلة المختبر ولا يمكن أن يصل إلى مستوى الإنتاج الضخم.

3. خصائص العملية غير المتوافقة. وهذا يعني أن المساحة السطحية المفرطة المحددة للجرافين ستؤدي إلى الكثير من مشاكل العملية فيما يتعلق بالتشتت والتجانس الملاط لبطاريات الليثيوم أيون الموجودة. إذا تم استنفاد عملية تعديل مصنع البطارية، ولم يكن هناك مساحة كافية للربح مدفوعة بالتقدم الكبير في مؤشرات الأداء، فمن الذي يرغب في استخدام هذه التكنولوجيا؟ تتأثر الخصائص السطحية للجرافين بشكل كبير بالحالة الكيميائية، وهناك العديد من المشكلات في استقرار الدفعة وعمر الدورة وما إلى ذلك، والتي لا يمكنها تلبية المتطلبات التفصيلية لإنتاج بطاريات الليثيوم في الوقت الحاضر.


3. مزايا وعيوب بطارية الرصاص الحمضية

بطارية حمض الرصاص هي نوع من البطاريات التي تتكون أقطابها الإيجابية والسلبية بشكل رئيسي من الرصاص وأكاسيده، والإلكتروليت هو محلول حمض الكبريتيك. عندما يتم تفريغ بطارية الرصاص الحمضية، فإن المكون الرئيسي للقطب الموجب هو ثاني أكسيد الرصاص، والمكون الرئيسي للقطب السالب هو الرصاص؛ أثناء الشحن، المكونات الرئيسية للأقطاب الكهربائية الإيجابية والسلبية هي كبريتات الرصاص.

مزايا بطارية الرصاص الحمضية

1. السعر الرخيص: بطارية الرصاص الحمضية رخيصة جدًا بسبب تكلفة التصنيع المنخفضة وعملية التصنيع البسيطة وسعر المواد الخام المنخفض. بالإضافة إلى ذلك، يمكن إعادة تدوير بطارية الرصاص الحمضية المستعملة، بحيث في المرة القادمة التي يتم فيها استبدال البطارية، يمكن استبدال البطارية القديمة بأخرى جديدة، ويمكن تعويض جزء من النقد، مما يقلل من تكلفة الشراء.

2. أداء أمان عالي: استقرار بطارية الرصاص الحمضية جيد جدًا، حتى لو تم شحنها لفترة طويلة أثناء الاستخدام، فلن يتم العثور على أي انفجار أو مشاكل أخرى، وأداء سلامة بطارية الرصاص الحمضية مرتفع.

3. قابلة للإصلاح: على الرغم من أن بطارية الرصاص الحمضية قد تتبلور أو تتكبر أثناء الاستخدام، إلا أنها قابلة للإصلاح ويمكن استخدامها لفترة من الوقت بعد الإصلاح، وبالتالي فإن بطارية الرصاص الحمضية قابلة للإصلاح، على عكس بطارية الليثيوم التي لا يمكن إصلاحها بعد ذلك. تحدث مشاكل.


عيوب بطارية الرصاص الحمضية:

1. الحجم الكبير والوزن الثقيل: تمثل عملية تصنيع بطاريات الرصاص الحمضية مشكلة. إذا أردنا زيادة سعة بطاريات الرصاص الحمضية، فإنها تحتاج إلى حجم أكبر، وسيصبح الوزن أثقل، مما يجعلها غير مريحة للتحرك.

2. عمر خدمة قصير: يتم شحن بطارية الرصاص الحمضية وتفريغها حوالي 300-350 مرة، ويمكن استخدامها لمدة 2-3 سنوات بشكل طبيعي.

3. التلوث البيئي: على الرغم من أن الكادميوم لم يعد يستخدم في بطاريات الرصاص الحمضية، إلا أنه لا يزال يسبب التلوث البيئي، مثل تلوث المياه وتلوث الأراضي.

الاستنتاج: بناءً على مقارنة الظروف المذكورة أعلاه، تتمتع بطارية الليثيوم بمزايا أكثر من بطارية الجرافين وبطارية الرصاص الحمضية من حيث نضج تكنولوجيا البحث والتطوير وتكلفة التصنيع والفوائد الاقتصادية للسوق وحماية البيئة.