Литиевые батареи против свинцово-кислотных батарей

Сравнение свинцово-кислотных и литий-ионных аккумуляторов

Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные батареи присутствуют на рынке более 100 лет. Французский физик Гастон Планте изобрел их в 1859 году. Свинцово-кислотные батареи сейчас очень популярны на рынке, и в обозримом будущем они останутся на рынке. Это связано с его низкой производственной стоимостью и уже налаженной производственной базой.

Свинцово-кислотные батареи - это разновидность аккумуляторных батарей. У них низкое соотношение энергии к весу и объему. Свинцово-кислотные батареи обладают способностью обеспечивать так называемый высокий импульсный ток. Это означает, что свинцово-кислотные батареи имеют высокое отношение мощности к весу. Это в сочетании с их низкой стоимостью делает свинцово-кислотные батареи первым выбором для использования в транспортных средствах в качестве источника энергии для обеспечения высокого тока, необходимого для автомобилей.

Свинцово-кислотные батареи также используются в устройствах, где импульсный ток не требуется или не важен.

Свинцово-кислотные батареи обеспечивают электрическую энергию за счет энергии, высвобождаемой в результате химической связи ионов H +, поступающих из кислоты, с ионами O2-, поступающими из оксида свинца. Эта химическая реакция дает высокую электрическую энергию.

Чистая энергия, выделяемая на моль в свинцово-кислотных аккумуляторах, составляет примерно 400 кДж, что равняется образованию 36 граммов воды.

Литий-ионные аккумуляторы

Британский химик М. Стэнли Уиттингем впервые предложил использовать литий для изготовления батарей в 1970 году. Уиттингем использовал электроды, сделанные из сульфида титана и лития. Перезаряжаемые литиевые батареи Whittingham никогда не могли быть реализованы на практике, поскольку в 1970-е годы их производство было очень дорогим.

В 1991 году Sony анонсировала свой новый продукт - литий-ионный аккумулятор. С тех пор ведется промышленное производство литий-ионных аккумуляторов. Это изобретение позволило производителю производить сотовые телефоны в гораздо меньших масштабах.

Литий-ионные батареи в настоящее время бывают всех форм и размеров. Однако независимо от размера или формы батареи все они выглядят одинаково внутри. В любом литий-ионном аккумуляторном блоке есть определенные вещи:

· Литий-ионные элементы. Они могут иметь либо цилиндрическую форму, как обычные батарейки типа АА, либо призматическую форму.

· Датчики температуры для контроля температуры аккумулятора. Перегрев может иметь катастрофические последствия.

· Преобразователь напряжения и схема регулятора. Это необходимо для поддержания безопасных уровней напряжения и тока внутри аккумуляторной батареи.

· Отвод напряжения, который действует как монитор энергетической емкости каждой отдельной ячейки внутри аккумуляторной батареи.

· Монитор состояния заряда аккумулятора. Это небольшой компьютер, который выполняет весь процесс зарядки. Это обеспечивает максимально быструю и безопасную зарядку аккумуляторов.

· Дополнительный, опциональный экранированный разъем иногда присутствует внутри аккумуляторного блока, он позволяет питанию и информации поступать в аккумуляторный блок и выводиться из него.

При зарядке или даже во время использования аккумулятора, если он становится слишком горячим, компьютер (монитор состояния заряда аккумулятора) отключит подачу питания в попытке остыть. Если вы попытаетесь использовать устройство в этом горячем состоянии, этот компьютер не позволит вам использовать его и даже не позволит вам включить само устройство.

Емкость литиевой батареи и свинцово-кислотной батареи

Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные батареи имеют тенденцию терять емкость при высокой скорости разряда. Согласно закону Пойкерта; для свинцово-кислотных аккумуляторов с увеличением скорости разряда полезная емкость аккумулятора уменьшается. Емкость свинцово-кислотной батареи измеряется током, который необходим для ее полной разрядки за 20 часов. Если ваше устройство или приложение имеет ток разряда, превышающий эти 20-часовые нормы, то емкость вашей свинцово-кислотной батареи значительно снизится.

Свинцово-кислотные аккумуляторы рассчитаны на глубину разряда до 50% во многих областях применения. Это сделано для того, чтобы продлить срок службы батареи. Этот процесс занимает вдвое больше места и требует дополнительных затрат.

Литий-ионные аккумуляторы

Благодаря технологии, используемой в литий-ионных аккумуляторах, их емкость будет оставаться постоянной в течение длительного времени, независимо от скорости разряда.

Литий-ионные батареи имеют гораздо большую полезную емкость, чем свинцово-кислотные батареи. Более того, срок службы ионно-литиевой батареи намного больше, чем у свинцово-кислотной батареи.

В зависимости от того, как вы собираетесь использовать свои батареи, литий-ионные батареи предлагают значительно более низкие эксплуатационные расходы, чем свинцово-кислотные батареи.

Эффективность литиевой батареи и свинцово-кислотной батареи

Свинцово-кислотные батареи

Как уже упоминалось, свинцово-кислотные аккумуляторы рассчитаны на глубину разряда до 50% во многих областях применения. Это сделано для того, чтобы продлить срок службы батареи. Этот процесс занимает вдвое больше места и требует дополнительных затрат. Это делает свинцово-кислотные батареи менее эффективным выбором, чем литий-ионные.

Алгоритм зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов состоит из различных этапов. Эти шаги призваны обеспечить безопасность свинцово-кислотных аккумуляторов и максимально продлить срок их службы. Он разработан для медленной зарядки свинцово-кислотной батареи при более низких уровнях напряжения, поскольку чем глубже разряжается свинцово-кислотная батарея, тем выше становится ее внутреннее сопротивление. Однако все эти шаги делают процесс зарядки медленным, что не очень эффективно, особенно по сравнению с такими альтернативами, как литий-ионные батареи.

Литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные аккумуляторы имеют высокий уровень эффективности благодаря своей технологии. Они имеют КПД 99% и предлагают более высокую полезную емкость при точно таких же показателях ампер-часов. Литий-ионный аккумулятор меньшей емкости с меньшей емкостью дает те же результаты, что и большой свинцово-кислотный аккумулятор. Это экономит место, затраты и время зарядки меньше.

Когда дело доходит до эффективности, литий-ионные аккумуляторы являются идеальным выбором, поскольку они предлагают небольшое время зарядки по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами. Они меньше по размеру и весу. И, что самое главное, у них более продолжительный срок службы, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов. Они эффективны и более просты в обращении.

Срок службы литиевой батареи и свинцово-кислотной батареи

Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные батареи имеют срок службы примерно от 500 до 1000 циклов. Это соответствует примерно одному-полутора годам использования.

Литий-ионные аккумуляторы

Расчетный срок службы литий-ионных батарей составляет от 2000 до 5000 циклов. Это соответствует примерно двум-трем годам использования, что почти вдвое превышает срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов.