Olovené batérie a lítiové batérie
1. Olovené batérie
1.1 Čo sú to olovené batérie?
● Olovená batéria je akumulátorová batéria, z ktorej sú vyrobené hlavne elektródyviesťa jehooxidya ktorého elektrolytom jeroztok kyseliny sírovej.
● Menovité napätie jednočlánkovej olovenej batérie je2,0 V, ktorý je možné vybíjať na 1,5V a nabíjať na 2,4V.
● V aplikáciách,6 jednočlánkovýcholovené batérie sú často zapojené do série, aby vytvorili nominálnu hodnotu12Volovená batéria.
1.2 Štruktúra olovenej batérie
● V stave vybitia olovených batérií je hlavnou zložkou kladnej elektródy oxid olovnatý a prúd tečie z kladnej elektródy do zápornej elektródy a hlavnou zložkou zápornej elektródy je olovo.
● V stave nabitia olovených batérií sú hlavnými komponentmi kladných a záporných elektród síran olovnatý a prúd tečie z kladnej elektródy do zápornej elektródy.
●Grafénové batérie: vodivé prísady grafénusa pridávajú k materiálom kladných a záporných elektród,grafénové kompozitné elektródové materiálysa pridávajú ku kladnej elektróde agrafénové funkčné vrstvysa pridávajú do vodivých vrstiev.
1.3 Čo predstavujú informácie na certifikáte?
●6-DZF-20:6 znamená, že existujú6 mriežok, každá mriežka má napätie2Va napätie zapojené do série je 12V a 20 znamená, že batéria má kapacitu20 AH.
● D (elektrický), Z (podporovaný), F (ventilom riadený bezúdržbový akumulátor).
●DZM:D (elektrický), Z (vozidlo s podporou pohonu), M (uzavretá bezúdržbová batéria).
●EVF:EV (batériové vozidlo), F (ventilom riadená bezúdržbová batéria).
1.4 Rozdiel medzi ventilom riadeným a utesneným
●Ventilom riadená bezúdržbová batéria:nie je potrebné pridávať vodu ani kyselinu na údržbu, samotná batéria je uzavretá konštrukcia,žiadny únik kyseliny alebo kyslá hmlas jednosmernou bezpečnosťouvýfukový ventil, keď vnútorný plyn prekročí určitú hodnotu, výfukový ventil sa automaticky otvorí, aby sa plyn vyčerpal
●Utesnený bezúdržbový olovený akumulátor:celá batéria jeplne uzavretý (redoxná reakcia batérie cirkuluje vo vnútri utesneného obalu), takže bezúdržbová batéria nemá prepad „škodlivého plynu“.
2. Lítiové batérie
2.1 Čo sú to lítiové batérie?
● Lítiové batérie sú typom batérií, ktoré sa používajúkovové lítium or zliatina lítiaako pozitívne/negatívne elektródové materiály a používa nevodné roztoky elektrolytov.(lítiové soli a organické rozpúšťadlá)
2.2 Klasifikácia lítiových batérií
●Lítiové batérie možno rozdeliť do dvoch kategórií: lítium-kovové batérie a lítium-iónové batérie.Lítium-iónové batérie sú lepšie ako lítium-kovové batérie z hľadiska bezpečnosti, špecifickej kapacity, rýchlosti samovybíjania a pomeru výkonu a ceny.
● Vzhľadom na vlastné vysoké technologické požiadavky vyrábajú tento typ lítiových kovových batérií iba spoločnosti v niekoľkých krajinách.
2.3 Lítium-iónová batéria
| Materiály pozitívnych elektród | Menovité napätie | Hustota energie | Život cyklu | náklady | Bezpečnosť | Časy cyklov | Normálna prevádzková teplota |
| Lítium-kobaltový oxid (LCO) | 3,7 V | Stredná | Nízka | Vysoká | Nízka | ≥500 300-500 | Fosforečnan lítno-železitý: -20 ℃ ~ 65 ℃ Ternárne lítium: -20 ℃ ~ 45 ℃Ternárne lítiové batérie sú pri nízkych teplotách účinnejšie ako fosforečnan lítno-železitý, ale nie sú tak odolné voči vysokým teplotám ako fosforečnan lítno-železnatý.To však závisí od konkrétnych podmienok každej továrne na batérie. |
| Oxid lítno-mangánový (LMO) | 3,6 V | Nízka | Stredná | Nízka | Stredná | ≥500 800-1000 | |
| Oxid lítny a nikelnatý (LNO) | 3,6 V | Vysoká | Nízka | Vysoká | Nízka | Žiadne dáta | |
| lítium-železitý fosforečnan (LFP) | 3,2 V | Stredná | Vysoká | Nízka | Vysoká | 1200-1500 | |
| Nikel-kobaltový hliník (NCA) | 3,6 V | Vysoká | Stredná | Stredná | Nízka | ≥500 800-1200 | |
| Nikel Kobalt Mangán (NCM) | 3,6 V | Vysoká | Vysoká | Stredná | Nízka | ≥1000 800-1200 |
●Materiály negatívnych elektród:Najviac sa používa grafit.Okrem toho sa pre zápornú elektródu môže použiť aj lítium, zliatina lítia, silikón-uhlíková negatívna elektróda, oxidové negatívne elektródové materiály atď.
● Na porovnanie, fosforečnan lítno-železitý je cenovo najefektívnejší materiál kladnej elektródy.
2.4 Klasifikácia tvaru lítium-iónovej batérie
Cylindrická lítium-iónová batéria
Prizmatická Li-ion batéria
Gombíková lítium-iónová batéria
Lítium-iónová batéria špeciálneho tvaru
Batéria s mäkkým balením
● Bežné tvary používané pre batérie elektrických vozidiel:cylindrické a mäkké balenie
● Cylindrická lítiová batéria:
● Výhody: vyspelá technológia, nízke náklady, malá jednotlivá energia, jednoduché ovládanie, dobrý odvod tepla
● Nevýhody:veľký počet batériových blokov, relatívne veľká hmotnosť, mierne nižšia hustota energie
● Lítiová batéria Soft-pack:
● Výhody: superponovaná výrobná metóda, tenšia, ľahšia, vyššia hustota energie, viac variácií pri vytváraní batérie
● Nevýhody:zlý celkový výkon batérie (konzistencia), neodolná voči vysokým teplotám, nie je ľahké štandardizovať, vysoká cena
● Ktorý tvar je lepší pre lítiové batérie?V skutočnosti neexistuje absolútna odpoveď, závisí to najmä od dopytu
● Ak chcete nízke náklady a dobrý celkový výkon: cylindrická lítiová batéria > lítiová batéria s mäkkým balením
● Ak chcete malú veľkosť, svetlo a vysokú hustotu energie: lítiová batéria s mäkkým obalom > valcová lítiová batéria
2.5 Štruktúra lítiovej batérie
● 18650: 18 mm označuje priemer batérie, 65 mm označuje výšku batérie, 0 označuje valcový tvar, a tak ďalej
● Výpočet lítiovej batérie 12v20ah: Predpokladajme, že menovité napätie batérie 18650 je 3,7V (4,2V pri plnom nabití) a kapacita je 2000ah (2ah)
● Ak chcete získať 12 V, potrebujete 3 batérie 18650 (12/3,7≈3)
● Na získanie 20ah, 20/2=10 potrebujete 10 skupín batérií, každá s 3 12V.
● 3 v sérii je 12 V, 10 paralelne je 20ah, to znamená 12v20ah (celkom je potrebných 30 článkov 18650)
● Pri vybíjaní prúd tečie zo zápornej elektródy na kladnú elektródu
● Pri nabíjaní prúd tečie z kladnej elektródy na zápornú elektródu
3. Porovnanie medzi lítiovou batériou, olovenou batériou a grafénovou batériou
| Porovnanie | Lítiová batéria | Olovená batéria | Grafénová batéria |
| cena | Vysoká | Nízka | Stredná |
| Bezpečnostný faktor | Nízka | Vysoká | Relatívne vysoká |
| Objem a hmotnosť | Malá veľkosť, nízka hmotnosť | Veľká veľkosť a veľká hmotnosť | Veľký objem, ťažší ako olovená batéria |
| Životnosť batérie | Vysoká | Normálne | Vyššia ako olovená batéria, nižšia ako lítiová batéria |
| Dĺžka života | 4 roky (ternárne lítium: 800-1200 krát fosforečnan lítno-železitý: 1200-1500 krát) | 3 roky (3-500 krát) | 3 roky (>500-krát) |
| Prenosnosť | Flexibilné a ľahko prenosné | Nedá sa účtovať | Nedá sa účtovať |
| Oprava | Neopraviteľné | Opraviteľné | Opraviteľné |
● Neexistuje absolútna odpoveď na to, ktorá batéria je lepšia pre elektromobily.Závisí to najmä od dopytu po batériách.
● Z hľadiska životnosti batérie: lítiová batéria > grafén > olovená kyselina.
● Z hľadiska ceny a bezpečnostného faktora: olovená kyselina > grafén > lítiová batéria.
● Z hľadiska prenosnosti: lítiová batéria > olovená kyselina = grafén.
4. Certifikáty týkajúce sa batérie
● Olovená batéria: Ak olovená batéria prejde testom vibrácií, rozdielu tlaku a 55°C, môže byť vyňatá z bežnej nákladnej dopravy.Ak neprejde tromi skúškami, je klasifikovaný ako nebezpečný tovar kategórie 8 (žieravé látky)
● Bežné certifikáty zahŕňajú:
●Certifikácia pre bezpečnú prepravu chemického tovaru(letecká/námorná doprava);
●MSDS(BEZPEČNOSTNÝ LIST);
● Lítiová batéria: klasifikovaná ako vývoz nebezpečného tovaru triedy 9
● Medzi bežné certifikáty patria: lítiové batérie sú bežne UN38.3, UN3480, UN3481 a UN3171, certifikát balíka nebezpečného tovaru, správa o hodnotení podmienok nákladnej dopravy
●UN38.3správu o bezpečnostnej kontrole
●UN3480lítium-iónová batéria
●UN3481lítium-iónová batéria inštalovaná v zariadení alebo lítiová elektronická batéria a zariadenie zabalené spolu (rovnaká skriňa na nebezpečný tovar)
●UN3171vozidlo napájané z batérie alebo zariadenie napájané z batérie (batéria umiestnená v aute, rovnaká skriňa na nebezpečný tovar)
5. Problémy s batériou
● Olovené batérie sa používajú dlhú dobu a kovové spoje vo vnútri batérie sú náchylné na prasknutie, čo spôsobuje skrat a samovznietenie.Lítiové batérie sú po životnosti a jadro batérie starne a vyteká, čo môže ľahko spôsobiť skrat a vysoké teploty.
Olovené batérie
Lítiová batéria
● Neoprávnená úprava: Používatelia neoprávnene upravujú obvod batérie, čo ovplyvňuje bezpečnostný výkon elektrického obvodu vozidla.Nesprávna úprava spôsobuje preťaženie, preťaženie, zahrievanie a skratovanie okruhu vozidla.
Olovené batérie
Lítiová batéria
● Porucha nabíjačky.Ak je nabíjačka ponechaná v aute dlhší čas a trasie sa, môže ľahko dôjsť k uvoľneniu kondenzátorov a odporov v nabíjačke, čo môže ľahko viesť k prebitiu batérie.Prebíjanie môže spôsobiť aj nesprávna nabíjačka.
● Elektrické bicykle sú vystavené slnku.V lete sú vysoké teploty a elektrobicykle nie je vhodné parkovať vonku na slnku.Teplota vo vnútri batérie sa bude naďalej zvyšovať.Ak batériu nabijete ihneď po návrate domov z práce, teplota vo vnútri batérie sa bude naďalej zvyšovať.Keď dosiahne kritickú teplotu, ľahko sa spontánne vznieti.
● Elektrické motocykle sa počas silného dažďa ľahko namočia do vody.Lítiové batérie nie je možné použiť po namočení do vody.Elektrické vozidlá s olovenou batériou je potrebné po napustení vodou opraviť v opravovni.
6. Denná údržba a používanie batérií a iných
● Zabráňte nadmernému nabitiu a nadmernému vybitiu batérie
Prebíjanie:Vo všeobecnosti sa v Číne na nabíjanie používajú nabíjacie hromady.Po úplnom nabití sa napájanie automaticky odpojí.Pri nabíjaní pomocou nabíjačky sa po úplnom nabití automaticky odpojí napájanie.Okrem bežných nabíjačiek bez funkcie úplného vypnutia sa pri plnom nabití budú naďalej nabíjať malým prúdom, čo ovplyvní životnosť na dlhú dobu;
Nadmerné vybíjanie:Vo všeobecnosti sa odporúča nabiť batériu, keď zostáva 20 % energie.Dlhodobé nabíjanie s nízkou spotrebou energie spôsobí, že batéria bude pod napätím a nemusí sa nabiť.Musí sa znova aktivovať a nemusí sa aktivovať.
● Vyhnite sa používaniu v podmienkach vysokej a nízkej teploty.Vysoká teplota zintenzívni chemickú reakciu a vytvorí veľa tepla.Keď teplo dosiahne určitú kritickú hodnotu, spôsobí to horenie a explóziu batérie.
● Vyhnite sa rýchlemu nabíjaniu, čo spôsobí zmeny vo vnútornej štruktúre a nestabilitu.Zároveň sa batéria zahreje a ovplyvní životnosť batérie.Podľa charakteristík rôznych lítiových batérií, pre 20A lítium-mangánovú batériu, pri použití 5A nabíjačky a 4A nabíjačky za rovnakých podmienok používania, použitie 5A nabíjačky zníži cyklus asi 100-krát.
●Ak sa elektrické vozidlo dlhší čas nepoužíva, skúste ho raz za týždeň alebo raz dobiť 15 dní.Samotná olovená batéria spotrebuje každý deň približne 0,5 % svojej vlastnej energie.Pri inštalácii na nové auto spotrebuje rýchlejšie.
Lítiové batérie tiež spotrebúvajú energiu.Ak sa batéria dlhší čas nenabíja, bude v stave straty energie a batéria môže byť nepoužiteľná.
Úplne novú batériu, ktorá nebola vybalená, je potrebné raz nabiť viac ako100 dní.
●Ak sa batéria používala dlhočas a má nízku účinnosť, môžu profesionáli doplniť olovenú batériu s elektrolytom alebo vodou, aby sa po určitú dobu naďalej používala, ale za normálnych okolností sa odporúča vymeniť novú batériu priamo.Lítiová batéria má nízku účinnosť a nedá sa opraviť.Novú batériu sa odporúča vymeniť priamo.
●Problém s nabíjaním: Nabíjačka musí používať zodpovedajúci model.60 V nemôže nabíjať 48 V batérie, 60 V olovené batérie nemôžu nabíjať 60 V lítiové batérie aolovené nabíjačky a nabíjačky lítiových batérií nemožno používať zameniteľne.
Ak je čas nabíjania dlhší ako zvyčajne, odporúča sa odpojiť nabíjací kábel a zastaviť nabíjanie.Dávajte pozor, či nie je batéria zdeformovaná alebo poškodená.
●Životnosť batérie = napätie × ampér batérie × rýchlosť ÷ výkon motora Tento vzorec nie je vhodný pre všetky modely, najmä modely s vysokým výkonom.V kombinácii s údajmi o používaní väčšiny používateľiek je metóda nasledovná:
48V lítiová batéria, 1A = 2,5 km, 60V lítiová batéria, 1A = 3 km, 72V lítiová batéria, 1A = 3,5 km, olovo-kyselina je asi o 10 % nižšia ako lítiová batéria.
48V batéria dokáže prejsť 2,5 kilometra na ampér (48V20A 20×2,5=50 kilometrov)
60V batéria dokáže prejsť 3 kilometre na ampér (60V20A 20×3=60 kilometrov)
72V batéria dokáže prejsť 3,5 kilometra na ampér (72V20A 20×3,5=70 kilometrov)
●Kapacita batérie/A nabíjačky sa rovná dobe nabíjania, doba nabíjania = kapacita batérie/nabíjačka A číslo, napríklad 20A/4A = 5 hodín, ale pretože účinnosť nabíjania bude po nabití na 80% pomalšia (impulz zníži prúd), tak sa väčšinou píše 5-6 hodín alebo 6-7 hodín (pre poistenie)
