بطارية حمض الرصاص مقابل بطارية الليثيوم

‌1. الكيمياء والمواد الأساسية:‌

‌Lead - حمض (مختبر):‌ يستخدم أقطاب الرصاص (PB) والثاني أكسيد الرصاص (PBO₂) مغمورة في إلكتروليت حمض الكبريتيك السائل (H₂SO₄). تتضمن التفاعلات تحويل مركبات الرصاص لقيادة الكبريتات أثناء التفريغ ، وعكس ذلك أثناء الشحن.

‌الليثيوم - أيون (lib):‌ يستخدم مركبات الليثيوم (على سبيل المثال ، أكسيد الكوبالت الليثيوم - lco ، فوسفات الحديد الليثيوم - lfp ، lithium nickel manganese oxide {- nmc) ككاثود ، أو غيرها من الكربون {} المذيبات كما المنحل بالكهرباء. أيونات الليثيوم (li⁺) مكوك بين الكاثود والأنود أثناء الشحن/التفريغ.

2‌. كثافة الطاقة (WH/KG أو WH/L):‌

‌مختبر:‌ كثافة الطاقة المنخفضة (عادة 30-50 WH/kg). إنها ثقيلة وضخمة لكمية الطاقة التي يخزنونها.

‌ليب:‌ كثافة طاقة أعلى بكثير (عادةً 100-265+ wh/kg). أخف بكثير وأكثر إحكاما لنفس سعة تخزين الطاقة. هذه ميزة كبيرة للإلكترونيات المحمولة والسيارات الكهربائية.

‌3. كثافة الطاقة (ث/كغ):‌

‌مختبر:‌ تقدم عمومًا بشكل جيد - طاقة زيادة مصطلح (وخاصة بطاريات SLI لبدء المحركات) ، ولكن استنزاف الطاقة العالية المستدامة بسرعة بسبب انخفاض كثافة الطاقة. القوة المحددة معتدلة.

‌ليب:‌ طاقة محددة بشكل عام ، قادرة على تقديم التيارات العالية بكفاءة لفترات مستمرة بفضل ارتفاع كثافة الطاقة. بعض المتغيرات (مثل LFP) تتفوق بمعدلات التفريغ المرتفعة.

‌4. حياة الدورة:‌

‌مختبر:‌ حياة دورة قصيرة نسبيا (عادة 200 - 500 دورة إلى 50-80 ٪ عمق التفريغ - DOD). تصريفات عميقة تقصر بشكل كبير العمر.

‌ليب:‌ دورات دورة أطول بكثير (عادةً دورات 500-3000+ ، تعتمد اعتمادًا كبيرًا على الكيمياء ودرجة الحرارة وإدارة DOD). يمكن تحمل تصريفات أعمق بانتظام مقارنة مع المختبر مع الحفاظ على طول العمر (وخاصة كيمياء LFP).

‌5. كفاءة:‌

‌مختبر:‌ انخفاض كفاءة الشحن/التفريغ (عادة 70-85 ٪). تضيع الطاقة كحرارة أثناء التحويل.

‌ليب:‌ كفاءة أعلى (عادة 95-99 ٪ لمعظم الكيميائيات). القليل جدا من الطاقة تضيع كحرارة.

‌6. معدل الرسوم:‌

‌مختبر:‌ شحن ببطء نسبيا بالمقارنة مع libs. يمكن أن يسبب الشحن السريع ارتفاع درجة الحرارة والأضرار (الغازات ، تآكل الصفيحة).

‌ليب:‌ يمكن أن تقبل عمومًا معدلات الشحن الأسرع بكثير من المعامل ، خاصة مع أنظمة إدارة البطاريات المناسبة (BMS). ومع ذلك ، يمكن أن يؤثر الشحن السريع للغاية على مصطلح صحة-.

‌7. يكلف:‌

‌مختبر:‌ أقل بكثير من التكلفة المقدمة لكل وحدة ($/kWh).

‌ليب:‌ التكلفة المقدمة أعلى لكل وحدة قدرة (/kwh).

8‌. الصيانة والسلامة:‌

‌المختبر (غمرت المياه):‌ يتطلب صيانة منتظمة (فحص مستويات الإلكتروليت ، وإضافة الماء المقطر ، ورسوم المعادلة). خطر تسرب الحمض/الانسكابات. يمكن تنفيس غاز الهيدروجين أثناء الشحن (خطر الانفجار). الشحن الزائد يسبب التآكل والغاز.

‌LAB (VRLA - AGM/GEL):‌ الصيانة - مجانًا. يقلل التصميم المختوم من مخاطر التسرب ، لكن الهرب الحراري لا يزال ممكنًا تحت سوء المعاملة الشديدة. بشكل عام أكثر أمانًا من الفيضانات ولكن أقل أمانًا من معظم libs.

‌ليب:‌ الصيانة بشكل عام - مجانًا. وحدات مختومة. يتطلب نظام إدارة البطارية المتطور (BMS) للتشغيل الآمن (مراقبة الجهد ، درجة الحرارة ، التيار ، موازنة الخلية). خطر الهروب الحراري (النار/الانفجار) إذا كان التالفة جسديًا أو محمومًا أو مفرط الشحن أو مختصرة داخليًا ، على الرغم من أن السلامة تختلف اختلافًا كبيرًا عن طريق الكيمياء (LFP أكثر أمانًا من NMC/LCO). لا تتسرب الحمض السام ، لكن خطر الحريق يتطلب تخفيفًا محددًا.

9‌ الوزن والحجم:‌

‌مختبر:‌ ثقيلة وضخمة للطاقة المخزنة.

‌ليب:‌ أخف وزنا وأكثر إحكاما لتخزين الطاقة المماثلة.

‌نطاق درجة حرارة التشغيل:‌

‌مختبر:‌ يتحلل الأداء بشكل كبير في درجات الحرارة الباردة (انخفاض السعة ، الطاقة). ارتفاع درجات الحرارة تسريع الشيخوخة/التآكل. نطاق التشغيل المعتدل.

‌ليب:‌ بشكل عام ، يكون أداء الطقس أفضل بشكل أفضل - من المختبر (على الرغم من أنه لا يزال مخفضًا السعة). درجات الحرارة المرتفعة تسرع بشكل كبير التدهور وزيادة مخاطر السلامة. حساسة للتطرف.

1‌0. التأثير البيئي وإعادة التدوير:‌

‌مختبر:‌ High recycling rate (>98 ٪ في العديد من المناطق). الرصاص سامة للغاية ، وتتطلب عمليات معالجة وإعادة تدوير صارمة. حمض الكبريتيك تآكل. أنشأت البنية التحتية لإعادة التدوير.

‌ليب:‌ هي البنية التحتية لإعادة التدوير أقل نضجًا ولكنها تتطور بسرعة بسبب نمو الحجم. يحتوي على مواد قيمة (الليثيوم ، الكوبالت ، النيكل) ولكن الاستخراج هو الطاقة - مكثفة. خطر الحريق يعقد النقل وإعادة التدوير. انخفاض خطر السمية الفوري من حمض الرصاص ، ولكن التأثير البيئي من التعدين والمعالجة موجود.

1‌1. Self - معدل التفريغ:‌

‌مختبر:‌ معدل التفريغ المعتدل - (حوالي 3-5 ٪ شهريًا لـ VRLA).

‌ليب:‌ معدل التفريغ منخفض للغاية - (عادة 1-3 ٪ شهريًا).

 

‌ملخص: من الذي تختار؟‌

‌اختر LED - حمض (مختبر) متى:‌

التكلفة المقدمة منخفضة للغاية هي السائق الأساسي.

الجزء الأكبر/الوزن ليسوا قيودًا حرجة.

هناك حاجة لتيار الزيادة العالي (محركات البدء - SLI).

البنية التحتية الشحن البسيطة متوفرة/مطلوبة.

إعادة التدوير المعمول بها أمر بالغ الأهمية.

التطبيقات: بطاريات بدء السيارات/الشاحنة/الدراجات النارية (SLI) ، وقوة النسخ الاحتياطي الأساسي (UPS) لفترات قصيرة ، وبعض الجرز الصناعي/الشوكة ، وتخزين الطاقة الشمسية الأساسية في أنظمة الميزانية.

 

‌اختر الليثيوم - أيون (lib) عندما:‌

كثافة الطاقة العالية (الوزن الخفيف ، حجم مضغوط) ضرورية.

هناك حاجة إلى دورة أطول للدورة والتصريف الأعمق.

كفاءة أعلى (أقل إهدار الطاقة) مهمة.

شحن أسرع أمر مرغوب فيه (مع البنية التحتية المناسبة).

الصيانة - عملية مجانية مطلوبة.

التطبيقات: السيارات الكهربائية (EVs) ، إلكترونيات محمولة (أجهزة الكمبيوتر المحمولة ، الهواتف) ، أدوات الطاقة ، طاقة النسخ الاحتياطي للأداء العالي- ، أنظمة تخزين الطاقة الشمسية الحديثة ، الطائرات بدون طيار ، E - الدراجات/الدراجات البخارية.

يعتمد الاختيار في نهاية المطاف على أولويات التطبيق المحددة فيما يتعلق بالتكاليف والوزن والعمر وعمرها ، احتياجات الطاقة/الطاقة ، تحمل الصيانة ، والاعتبارات البيئية.