Olovne baterije i litijeve baterije
1. Olovne baterije
1.1 Što su olovne baterije?
● Olovna baterija je baterija za skladištenje čije su elektrode uglavnom napravljene odvoditiI jeoksidi, a čiji je elektrolitotopina sumporne kiseline.
● Nazivni napon jednoćelijske olovne baterije je2,0 V, koji se može prazniti na 1,5 V i puniti na 2,4 V.
● U aplikacijama,6 jednoćelijskiholovno-kiselinski akumulatori često se spajaju u seriju kako bi formirali nazivni12Volovni akumulator.
1.2 Struktura olovne baterije
● U stanju pražnjenja olovnih baterija, glavna komponenta pozitivne elektrode je olovni dioksid, a struja teče od pozitivne elektrode prema negativnoj elektrodi, a glavna komponenta negativne elektrode je olovo.
● U stanju napunjenosti olovnih baterija, glavne komponente pozitivne i negativne elektrode su olovni sulfat, a struja teče od pozitivne elektrode prema negativnoj elektrodi.
●Grafenske baterije: grafen vodljivi dodacidodaju se materijalima pozitivne i negativne elektrode,kompozitni elektrodni materijali od grafenadodaju se pozitivnoj elektrodi, ifunkcionalni slojevi grafenadodaju se vodljivim slojevima.
1.3 Što predstavljaju podaci na potvrdi?
●6-DZF-20:6 znači da postoje6 rešetki, svaka mreža ima napon od2V, a napon spojen u seriju je 12V, a 20 znači da baterija ima kapacitet od20AH.
● D (električni), Z (električni), F (ventilski regulirana baterija bez održavanja).
●DZM:D (električni), Z (vozilo s električnim pogonom), M (zatvoreni akumulator bez održavanja).
●EVF:EV (baterijska vozila), F (ventilski regulirana baterija bez održavanja).
1.4 Razlika između ventila kontroliranog i zabrtvljenog
●Ventilski regulirana baterija bez održavanja:nema potrebe dodavati vodu ili kiselinu za održavanje, sama baterija je zatvorena struktura,nema curenja kiseline ili kisele magle, s jednosmjernom sigurnošćuispušni ventil, kada unutarnji plin prijeđe određenu vrijednost, ispušni ventil se automatski otvara za ispuštanje plina
●Zatvorena olovna baterija bez održavanja:cijela baterija jepotpuno zatvorena (redoks reakcija baterije cirkulira unutar zatvorenog omotača), tako da baterija bez održavanja nema preljeva "štetnih plinova".
2. Litijske baterije
2.1 Što su litijeve baterije?
● Litijske baterije su vrsta baterije koja koristimetalni litij or litijeva legurakao materijal za pozitivne/negativne elektrode i koristi nevodene otopine elektrolita.(Litijeve soli i organska otapala)
2.2 Klasifikacija litijskih baterija
●Litijske baterije mogu se grubo podijeliti u dvije kategorije: litij metalne baterije i litij ionske baterije.Litij-ionske baterije su superiornije od litij-metalnih baterija u smislu sigurnosti, specifičnog kapaciteta, brzine samopražnjenja i omjera performansi i cijene.
● Zbog vlastitih visokih tehnoloških zahtjeva, samo tvrtke u nekoliko zemalja proizvode ovu vrstu litij metalne baterije.
2.3 Litij-ionska baterija
| Materijali pozitivnih elektroda | Nazivni napon | Gustoća energije | Životni ciklus | trošak | Sigurnost | Vremena ciklusa | Normalna radna temperatura |
| Litij kobalt oksid (LCO) | 3,7 V | Srednji | Niska | visoko | Niska | ≥500 300-500 | Litij željezo fosfat: -20℃~65℃ Ternarni litij: -20℃~45℃Ternarne litijeve baterije su učinkovitije od litij željezo fosfata na niskim temperaturama, ali nisu tako otporne na visoke temperature kao litij željezo fosfat.Međutim, to ovisi o specifičnim uvjetima svake tvornice baterija. |
| Litij manganov oksid (LMO) | 3,6 V | Niska | Srednji | Niska | Srednji | ≥500 800-1000 | |
| Litij nikal oksid (LNO) | 3,6 V | visoko | Niska | visoko | Niska | Nema podataka | |
| Litij željezo fosfat (LFP) | 3,2 V | Srednji | visoko | Niska | visoko | 1200-1500 (prikaz, stručni). | |
| nikal kobalt aluminij (NCA) | 3,6 V | visoko | Srednji | Srednji | Niska | ≥500 800-1200 (prikaz, stručni). | |
| nikal kobalt mangan (NCM) | 3,6 V | visoko | visoko | Srednji | Niska | ≥1000 800-1200 (prikaz, stručni). |
●Materijali negativnih elektroda:Najviše se koristi grafit.Osim toga, metalni litij, legura litija, negativna elektroda silicij-ugljik, materijali negativne oksidne elektrode itd. također se mogu koristiti za negativnu elektrodu
● Usporedbe radi, litij željezo fosfat je najisplativiji materijal za pozitivne elektrode.
2.4 Klasifikacija oblika litij-ionske baterije
Cilindrična litij-ionska baterija
Prismatic Li-ion baterija
Gumbasta litij-ionska baterija
Litij-ionska baterija posebnog oblika
Soft pack baterija
● Uobičajeni oblici koji se koriste za baterije električnih vozila:cilindrični i mekani
● Cilindrična litijska baterija:
● Prednosti: zrela tehnologija, niska cijena, mala pojedinačna energija, lako se kontrolira, dobra disipacija topline
● Nedostaci:veliki broj baterija, relativno velika težina, nešto niža gustoća energije
● Soft-pack litijska baterija:
● Prednosti: superponirana metoda proizvodnje, tanji, lakši, veća gustoća energije, više varijacija pri formiranju baterije
● Nedostaci:loša ukupna izvedba baterije (konzistencija), nije otporan na visoke temperature, nije ga lako standardizirati, visoka cijena
● Koji je oblik bolji za litijeve baterije?Zapravo, nema apsolutnog odgovora, uglavnom ovisi o potražnji
● Ako želite niske troškove i dobre ukupne performanse: cilindrična litijska baterija > mekana litijska baterija
● Ako želite male veličine, lagane, visoke gustoće energije: mekana litijeva baterija > cilindrična litijska baterija
2.5 Struktura litijeve baterije
● 18650: 18 mm označava promjer baterije, 65 mm označava visinu baterije, 0 označava cilindrični oblik, i tako dalje
● Izračun litijske baterije od 12v20ah: pretpostavite da je nominalni napon baterije 18650 3,7V (4,2v kada je potpuno napunjena), a kapacitet 2000ah (2ah)
● Za 12v potrebne su vam 3 18650 baterije (12/3.7≈3)
● Da biste dobili 20ah, 20/2=10, trebate 10 grupa baterija, svaka sa 3 12V.
● 3 u seriji je 12V, 10 u paraleli je 20ah, odnosno 12v20ah (potrebno je ukupno 30 18650 ćelija)
● Kod pražnjenja, struja teče od negativne elektrode prema pozitivnoj elektrodi
● Prilikom punjenja, struja teče od pozitivne elektrode prema negativnoj elektrodi
3. Usporedba između litijske baterije, olovne baterije i grafenske baterije
| Usporedba | Litijeva baterija | Olovni akumulator | Grafenska baterija |
| Cijena | visoko | Niska | Srednji |
| Faktor sigurnosti | Niska | visoko | Relativno visoka |
| Volumen i težina | Mala veličina, mala težina | Velika veličina i velika težina | Veliki volumen, teži od olovne baterije |
| Život baterije | visoko | Normalan | Viši od olovne baterije, niži od litijeve baterije |
| Životni vijek | 4 godine (ternarni litij: 800-1200 puta litij željezo fosfat: 1200-1500 puta) | 3 godine (3-500 puta) | 3 godine (>500 puta) |
| Prenosivost | Fleksibilan i lak za nošenje | Ne može se naplatiti | Ne može se naplatiti |
| Popravak | Nepopravljivo | Opravljiv | Opravljiv |
● Nema apsolutnog odgovora koji je akumulator bolji za električna vozila.To uglavnom ovisi o potražnji za baterijama.
● Što se tiče trajanja i trajanja baterije: litijeva baterija > grafen > olovna kiselina.
● Što se tiče cijene i sigurnosnog faktora: olovna kiselina > grafen > litijska baterija.
● Što se tiče prenosivosti: litijeva baterija > olovna kiselina = grafen.
4. Certifikati vezani uz baterije
● Olovni akumulator: Ako olovni akumulator prođe testove vibracija, razlike tlaka i temperature od 55°C, može se izuzeti iz uobičajenog transporta tereta.Ako ne prođe tri testa, klasificira se kao opasna roba kategorije 8 (korozivne tvari)
● Uobičajeni certifikati uključuju:
●Certifikacija za siguran prijevoz kemijske robe(zračni/pomorski prijevoz);
●MSDS(SIGURNOSNI LIST);
● Litijska baterija: klasificirana kao izvoz opasnih roba klase 9
● Uobičajeni certifikati uključuju: litijeve baterije su obično UN38.3, UN3480, UN3481 i UN3171, certifikat paketa opasne robe, izvješće o procjeni uvjeta teretnog prijevoza
●UN38.3izvješće o sigurnosnoj inspekciji
●UN3480litij-ionska baterija
●UN3481litij-ionska baterija ugrađena u opremu ili litijeva elektronička baterija i oprema pakirani zajedno (isti ormar za opasne tvari)
●UN3171vozilo na akumulator ili oprema na akumulator (baterija smještena u automobilu, isti ormar za opasne tvari)
5. Problemi s baterijom
● Olovne baterije koriste se dugo vremena, a metalni spojevi unutar baterije su skloni pucanju, uzrokujući kratke spojeve i spontano sagorijevanje.Litijskim baterijama je istekao vijek trajanja, a jezgra baterije stari i curi, što može lako uzrokovati kratke spojeve i visoke temperature.
Olovne baterije
Litijeva baterija
● Neovlaštene izmjene: korisnici neovlašteno mijenjaju krug baterije, što utječe na sigurnosne performanse električnog kruga vozila.Nepravilna izmjena uzrokuje preopterećenje, preopterećenje, zagrijavanje i kratki spoj kruga vozila.
Olovne baterije
Litijeva baterija
● Kvar punjača.Ako se punjač ostavi u automobilu dulje vrijeme i trese se, lako je uzrokovati popuštanje kondenzatora i otpornika u punjaču, što može dovesti do prekomjernog punjenja baterije.Uzimanje pogrešnog punjača također može uzrokovati prekomjerno punjenje.
● Električni bicikli su izloženi suncu.Ljeti je temperatura visoka i nije prikladno parkirati električne bicikle vani na suncu.Temperatura unutar baterije nastavit će rasti.Ako punite bateriju odmah nakon što se vratite kući s posla, temperatura unutar baterije nastavit će rasti.Kada dosegne kritičnu temperaturu, lako se spontano zapali.
● Električni motocikli se lako natapaju u vodi tijekom jake kiše.Litijske baterije ne mogu se koristiti nakon što su potopljene u vodu.Električna vozila s olovnim baterijama moraju se popraviti u radionici nakon što su bila natopljena vodom.
6. Svakodnevno održavanje i korištenje baterija i ostalog
● Izbjegavajte prekomjerno punjenje i prekomjerno pražnjenje baterije
Pretjerano punjenje:Općenito, gomile za punjenje koriste se za punjenje u Kini.Kada je potpuno napunjen, napajanje će se automatski isključiti.Prilikom punjenja s punjačem, napajanje će se automatski isključiti kada se potpuno napuni.Osim običnih punjača bez funkcije isključivanja punjenja, kada su potpuno napunjeni, nastavit će se puniti malom strujom, što će dugo utjecati na vijek trajanja;
Pretjerano pražnjenje:Općenito se preporučuje punjenje baterije kada ostane 20% snage.Dugotrajno punjenje s niskom snagom uzrokovat će pad napona baterije i možda se neće puniti.Treba ga ponovno aktivirati, a možda se i neće aktivirati.
● Izbjegavajte ga koristiti u uvjetima visokih i niskih temperatura.Visoka temperatura pojačat će kemijsku reakciju i proizvesti puno topline.Kada toplina dosegne određenu kritičnu vrijednost, baterija će izgorjeti i eksplodirati.
● Izbjegavajte brzo punjenje, što će uzrokovati promjene unutarnje strukture i nestabilnost.U isto vrijeme, baterija će se zagrijati i utjecati na trajanje baterije.Prema karakteristikama različitih litijevih baterija, za litij-mangan-oksidnu bateriju od 20 A, korištenje punjača od 5 A i punjača od 4 A pod istim uvjetima upotrebe, korištenje punjača od 5 A smanjit će ciklus za oko 100 puta.
●Ako se električno vozilo ne koristi dulje vrijeme, pokušajte ga puniti jednom tjedno ili svaki put 15 dana.Sama olovna baterija svaki dan će potrošiti oko 0,5% vlastite snage.Brže će se potrošiti kada se instalira na novi automobil.
Litijske baterije će također trošiti energiju.Ako se baterija ne puni dulje vrijeme, bit će u stanju gubitka struje i baterija može biti neupotrebljiva.
Potpuno novu bateriju koja nije raspakirana potrebno je jednom napuniti više od100 dana.
●Ako je baterija dugo korištenavremena i niske učinkovitosti, profesionalci mogu dodati elektrolit ili vodu u olovnu bateriju kako bi se nastavila koristiti neko vrijeme, ali u normalnim okolnostima preporučuje se izravna zamjena nove baterije.Litijska baterija ima nisku učinkovitost i ne može se popraviti.Preporuča se izravno zamijeniti novu bateriju.
●Problem s punjenjem: Punjač mora koristiti odgovarajući model.60V ne može puniti 48V baterije, 60V olovno-kiselinski ne može puniti 60V litijske baterije, iolovni punjači i punjači litijskih baterija ne mogu se koristiti međusobno.
Ako je vrijeme punjenja duže od uobičajenog, preporuča se isključiti kabel za punjenje i zaustaviti punjenje.Obratite pozornost da li je baterija deformirana ili oštećena.
●Vijek trajanja baterije = napon × amper baterije × brzina ÷ snaga motora Ova formula nije prikladna za sve modele, osobito za modele motora velike snage.U kombinaciji s podacima o korištenju većine korisnica, metoda je sljedeća:
48V litijeva baterija, 1A = 2,5 km, 60V litijeva baterija, 1A = 3 km, 72V litijeva baterija, 1A = 3,5 km, olovna kiselina je oko 10% manja od litijske baterije.
Baterija od 48 V može raditi 2,5 kilometara po amperu (48V20A 20×2,5=50 kilometara)
60V baterija može trčati 3 kilometra po amperu (60V20A 20×3=60 kilometara)
Baterija od 72 V može raditi 3,5 kilometara po amperu (72V20A 20×3,5=70 kilometara)
●Kapacitet baterije/A punjača jednak je vremenu punjenja, vrijeme punjenja = kapacitet baterije/punjač Broj, na primjer 20A/4A = 5 sati, ali budući da će učinkovitost punjenja biti sporija nakon punjenja do 80% (impuls će smanjiti struju), pa se obično piše kao 5-6 sati ili 6-7 sati (za osiguranje)
