Μπαταρία μολύβδου έναντι μπαταρίας ιόντων λιθίου – Ένας ολοκληρωμένος οδηγός

Το μόλυβδο-οξύ και το ιόν λιθίου είναι δύο δημοφιλείς επιλογές, το καθένα με πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Ας δούμε πώς στοιβάζονται.

Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος υπάρχουν εδώ και πολύ καιρό. Είναι φθηνότερα εκ των προτέρων, αλλά δεν διαρκούν τόσο πολύ. Θα τα βρείτε σε αυτοκίνητα και σε ορισμένα οικιακά εφεδρικά συστήματα. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου κοστίζουν στην αρχή αλλά διαρκούν περισσότερο και λειτουργούν καλύτερα από πολλές απόψεις.

Ίσως αναρωτιέστε ποιο είναι το κατάλληλο για εσάς. Εξαρτάται από το τι χρειάζεστε. Το μόλυβδο-οξύ μπορεί να είναι καλό για βραχυπρόθεσμη χρήση ή εάν έχετε περιορισμένο προϋπολογισμό. Τα ιόντα λιθίου λάμπουν σε συσκευές που χρειάζονται πολλή ισχύ ή χρησιμοποιούνται συχνά. Σκεφτείτε τους στόχους σας και πόσα θέλετε να ξοδέψετε πριν επιλέξετε έναν.

 

 Μπαταρίες μολύβδου έναντι ιόντων λιθίου: Επισκόπηση τεχνολογίας

Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος και ιόντων λιθίου είναι δύο συνηθισμένοι τύποι επαναφορτιζόμενων μπαταριών. Διαφέρουν ως προς τη χημική τους σύνθεση, τη δομή και τον τρόπο αποθήκευσης ενέργειας. Αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν την απόδοση και τις χρήσεις τους.

• Χημική Σύνθεση

Μπαταρίες μολύβδου-οξέος χρήση μόλυβδο και θειικό οξύ. Το θετικό ηλεκτρόδιο έχει διοξείδιο του μολύβδου. Το αρνητικό ηλεκτρόδιο είναι κατασκευασμένο από σπογγώδες μόλυβδο. Το θειικό οξύ δρα ως ηλεκτρολύτης.

Μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν α ένωση λιθίου ως θετικό ηλεκτρόδιο. Το αρνητικό ηλεκτρόδιο είναι συχνά κατασκευασμένο από γραφίτη. Ο ηλεκτρολύτης είναι ένα άλας λιθίου σε έναν οργανικό διαλύτη.

Αυτά τα διαφορετικά υλικά δίνουν σε κάθε τύπο μπαταρίας μοναδικές ιδιότητες. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι ελαφρύτερες και πιο συμπαγείς. Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος είναι βαρύτερες, αλλά μπορούν να διαχειριστούν καλά τα υψηλά ρεύματα.

• Δομή μπαταρίας

Μπαταρίες μολύβδου-οξέος έχω χοντρές πλάκες μολύβδου. Αυτές οι πλάκες είναι βυθισμένες σε υγρό ηλεκτρολύτη. Αυτός ο σχεδιασμός τα κάνει στιβαρά αλλά βαριά.

Μπαταρίες ιόντων λιθίου χρήση λεπτές στρώσεις υλικών. Αυτά τα στρώματα στοιβάζονται ή τυλίγονται μαζί. Ο ηλεκτρολύτης είναι συνήθως ένα πήκτωμα ή πολυμερές. Αυτή η δομή επιτρέπει έναν πιο συμπαγή σχεδιασμό.

Η δομή της μπαταρίας επηρεάζει τον τρόπο χρήσης και συντήρησης κάθε τύπου. Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος χρειάζονται τακτικά ξαναγεμίσματα νερού. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι σφραγισμένες και δεν χρειάζονται συντήρηση.

• Βασικές αρχές αποθήκευσης ενέργειας

Και οι δύο τύποι μπαταριών αποθηκεύουν ενέργεια μέσω χημικών αντιδράσεων. Σε μπαταρίες μολύβδου-οξέος, μόλυβδος και διοξείδιο του μολύβδου αντιδρούν με θειικό οξύ. Αυτό δημιουργεί θειικό μόλυβδο και νερό.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου λειτουργούν κινούμενα ιόντα λιθίου. Τα ιόντα κινούνται μεταξύ των θετικών και αρνητικών ηλεκτροδίων. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται παρεμβολή.

Η ενεργειακή πυκνότητα είναι μια βασική διαφορά. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου μπορούν να αποθηκευτούν περισσότερη ενέργεια σε λιγότερο χώρο. Έχουν επίσης υψηλότερη τάση ανά κυψέλη. Αυτό σημαίνει ότι χρειάζονται λιγότερα κύτταρα για την ίδια τάση.

Οι τιμές φόρτισης και εκφόρτισης διαφέρουν επίσης. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου μπορούν να φορτιστούν και να αποφορτιστούν πιο γρήγορα. Αυτό τα καθιστά καλύτερα για εφαρμογές υψηλής ισχύος.

 

Μολύβδου οξέος έναντι μπαταριών ιόντων λιθίου: Ολοκληρωμένη σύγκριση 

Οι μπαταρίες μολύβδου οξέος και ιόντων λιθίου έχουν βασικές διαφορές στην απόδοση και τα χαρακτηριστικά. Ας δούμε πώς αυτοί οι δύο τύποι μπαταριών στοιβάζονται σε πολλές σημαντικές περιοχές.

Χαρακτηριστικό	Μπαταρία μολύβδου οξέος	Μπαταρία ιόντων λιθίου
Τάση ανά κυψέλη	~2 βολτ	3,2 έως 3,7 βολτ
Ενεργειακή Πυκνότητα	Χαμηλότερο (1,2 kWh για 100Ah)	Υψηλότερο (2,4 kWh για 100Ah)
Βάρος (100 Ah)	60-70 κιλά	30-40 κιλά
Κύκλος Ζωής	200-300 κύκλοι	2000-5000 κύκλοι
Συντήρηση	Απαιτείται τακτική συντήρηση	Χωρίς συντήρηση
Βάθος εκκένωσης	Συνιστάται 50%	80-100% χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα
Περιβαλλοντικές Επιπτώσεις	Τοξικά χημικά, εύκολα στην ανακύκλωση	Πιο ασφαλές κατά τη χρήση, πιο δύσκολο να ανακυκλωθεί

 

Βασικές μετρήσεις απόδοσης

• Χρόνοι και μέθοδοι φόρτισης

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου φορτίζονται πολύ πιο γρήγορα από το οξύ μολύβδου. Μπορείτε να φορτίσετε πλήρως μια μπαταρία ιόντων λιθίου μέσα 2-4 ώρες. Οι μπαταρίες μολύβδου οξέος παίρνουν 8-16 ώρες για να φτάσετε στην πλήρη φόρτιση.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου χρησιμοποιούν φόρτιση σταθερού ρεύματος-σταθερής τάσης. Αυτό σημαίνει ότι στην αρχή φορτίζουν γρήγορα και μετά επιβραδύνουν καθώς γεμίζουν.

Οι μπαταρίες μολύβδου οξέος χρειάζονται φόρτιση πολλαπλών σταδίων:

1. Μαζική φόρτιση (χωρητικότητα 50-80%)
2. Φόρτιση απορρόφησης (χωρητικότητα 80-100%)
3. Πλωτή χρέωση (διατηρεί πλήρη φόρτιση)

Μπορείτε να φορτίσετε μερικώς τις μπαταρίες ιόντων λιθίου χωρίς να βλάψετε. Οι μπαταρίες μολύβδου οξέος προτιμούν τις πλήρεις φορτίσεις για να αποφευχθεί η θείωση.

• Ασφάλεια και αξιοπιστία

Και οι δύο τύποι μπαταριών είναι γενικά ασφαλείς όταν χρησιμοποιούνται σωστά. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν ένα μικρό πλεονέκτημα στην αξιοπιστία.

Μπαταρίες μολύβδου οξέος κουτί:

• Διαρροή οξέος εάν καταστραφεί
• Απελευθερώστε αέριο υδρογόνο κατά τη φόρτιση
• Εκραγεί εάν υπερφορτιστεί πολύ

Μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν ενσωματωμένα χαρακτηριστικά ασφαλείας:

• Αεραγωγοί ευαίσθητοι στην πίεση
• Θερμικές ασφάλειες
• Αυτόματοι διακόπτες

Αυτά βοηθούν στην αποφυγή υπερθέρμανσης ή εκρήξεων. Όμως οι πυρκαγιές ιόντων λιθίου, αν και σπάνιες, μπορεί να είναι έντονες και δύσκολο να σβήσουν.

Οι μπαταρίες μολύβδου οξέος είναι πολύ σταθερές και χρησιμοποιούνται για περισσότερα από 150 χρόνια. Είναι λιγότερο πιθανό να πιάσουν φωτιά από τα ιόντα λιθίου.

• Κύκλος ζωής και ωφέλιμη χωρητικότητα

Μπαταρίες ιόντων λιθίου διαρκούν πολύ περισσότερο παρά το μόλυβδο οξύ. Μπορείτε να περιμένετε:

• 2000-5000 κύκλοι από ιόντα λιθίου
• 200-300 κύκλοι από μόλυβδο οξύ

Ένας κύκλος είναι πλήρης εκφόρτιση και επαναφόρτιση.

Η ωφέλιμη χωρητικότητα διαφέρει επίσης:

• Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε 80-100% χωρητικότητας μπαταρίας ιόντων λιθίου
• Οι μπαταρίες μολύβδου οξέος πρέπει να αποφορτίζονται μόνο σε 50% για να αποφευχθεί η ζημιά

Αυτό σημαίνει ότι μια μπαταρία ιόντων λιθίου 100Ah σας παρέχει 80-100Ah ισχύ. Μια μπαταρία μολύβδου 100Ah παρέχει μόνο περίπου 50Ah χρησιμοποιήσιμης ενέργειας.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου διατηρούν τη χωρητικότητά τους καλύτερα με την πάροδο του χρόνου. Οι μπαταρίες μολύβδου οξέος χάνουν χωρητικότητα με κάθε κύκλο, ακόμα κι αν δεν χρησιμοποιηθούν πλήρως.

 

Πρακτικές Εφαρμογές

Οι μπαταρίες μολύβδου οξέος και ιόντων λιθίου τροφοδοτούν πολλές συσκευές και συστήματα στην καθημερινή μας ζωή. Ας δούμε πώς χρησιμοποιούνται αυτοί οι τύποι μπαταριών σε διαφορετικούς τομείς.

• Ηλεκτρικά Οχήματα και Αποθήκευση Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι η κορυφαία επιλογή ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Είναι ελαφρύτερες και διαρκούν περισσότερο από τις μπαταρίες μολύβδου οξέος. Αυτό σημαίνει ότι τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα μπορούν να πάνε μακρύτερα με μία μόνο φόρτιση. Η Tesla και η Nissan χρησιμοποιούν μπαταρίες ιόντων λιθίου στα δημοφιλή μοντέλα τους.

Για οικιακά ηλιακά συστήματα, και οι δύο τύποι μπαταριών λειτουργούν καλά. Οι μπαταρίες μολύβδου οξέος είναι φθηνότερες για εφεδρική ισχύ. Αλλά οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι καλύτερες εάν χρησιμοποιείτε συχνά την αποθηκευμένη ενέργεια. Μπορούν να χειριστούν περισσότερους κύκλους φόρτισης χωρίς να φθείρονται.

Μεγάλης κλίμακας αποθήκευση ενέργειας χρησιμοποιεί επίσης αυτές τις μπαταρίες. Τα αιολικά και ηλιακά πάρκα χρειάζονται τρόπους αποθήκευσης επιπλέον ενέργειας. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι εξαιρετικές για αυτό, επειδή είναι αποδοτικές και μπορούν να ανταποκριθούν γρήγορα στη ζήτηση.

• Φορητά Ηλεκτρονικά και Ηλεκτρικά Εργαλεία

Το τηλέφωνο, ο φορητός υπολογιστής και το tablet σας χρησιμοποιούν μπαταρίες ιόντων λιθίου. Αυτές οι μπαταρίες συσκευάζουν πολλή ισχύ σε ένα μικρό χώρο. Διαρκούν επίσης σε πολλές φορτίσεις χωρίς να χάσουν μεγάλη χωρητικότητα.

Τα ηλεκτρικά εργαλεία έχουν επίσης αλλάξει σε μπαταρίες ιόντων λιθίου. Είναι πιο ελαφριά, επομένως το τρυπάνι ή το πριόνι σας είναι πιο εύκολο στη χρήση. Μπορείτε να εργαστείτε περισσότερο χωρίς να αλλάξετε μπαταρίες. Οι μπαταρίες μολύβδου οξέος εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σε ορισμένα φθηνότερα εργαλεία, αλλά είναι λιγότερο διαδεδομένες τώρα.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου τροφοδοτούν επίσης πράγματα όπως ηλεκτρονικά ποδήλατα και σκούτερ. Προσφέρουν σε αυτά τα οχήματα καλή αυτονομία, ενώ τα διατηρούν ελαφριά και εύκολα στην οδήγηση.

• Βιομηχανική και Εμπορική Χρήση

Τα περονοφόρα ανυψωτικά σε αποθήκες χρησιμοποιούν συχνά μπαταρίες μολύβδου οξέος. Είναι φθηνότερα και μπορούν να χειριστούν τη βαριά ανύψωση που απαιτείται. Ωστόσο, ορισμένες εταιρείες στρέφονται σε ιόντα λιθίου για ταχύτερη φόρτιση και μεγαλύτερους χρόνους λειτουργίας.

Τα εφεδρικά συστήματα ισχύος για επιχειρήσεις βασίζονται συνήθως σε μπαταρίες μολύβδου οξέος. Είναι μια δοκιμασμένη και αληθινή επιλογή που είναι λιγότερο δαπανηρή για χρήση σε μεγάλη κλίμακα. Ωστόσο, τα συστήματα ιόντων λιθίου γίνονται πιο δημοφιλή για το μικρότερο μέγεθος και τη μεγαλύτερη διάρκεια ζωής τους.

Στους πύργους τηλεπικοινωνιών χρησιμοποιούνται και οι δύο τύποι μπαταριών. Οι μπαταρίες μολύβδου οξέος είναι κοινές λόγω του χαμηλού κόστους τους. Όμως οι μπαταρίες ιόντων λιθίου κερδίζουν έδαφος λόγω της καλύτερης απόδοσής τους σε ακραίες θερμοκρασίες.

 

Κάνοντας τη σωστή επιλογή

Η επιλογή της καλύτερης μπαταρίας εξαρτάται από τις συγκεκριμένες ανάγκες σας. Τόσο οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος όσο και οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.

• Θέματα για την επιλογή μπαταρίας

Σκεφτείτε τι θα χρησιμοποιήσετε την μπαταρία. Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος λειτουργούν καλά για αυτοκίνητα και εφεδρική ισχύ. Είναι φθηνότερα εκ των προτέρων, αλλά δεν διαρκούν τόσο πολύ. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι εξαιρετικές για φορητές συσκευές και ηλεκτρικά οχήματα. Στην αρχή κοστίζουν περισσότερο αλλά έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής.

Κοιτάξτε πόση δύναμη χρειάζεστε. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι ελαφρύτερες και μικρότερες για την ίδια ποσότητα ισχύος. Αυτό έχει σημασία αν ο χώρος ή το βάρος είναι σημαντικό για εσάς.

Πόσο συχνά θα χρησιμοποιείτε την μπαταρία; Το ιόν λιθίου μπορεί να χειριστεί περισσότερους κύκλους φόρτισης. Εάν το χρησιμοποιείτε πολύ, αυτό θα μπορούσε να είναι καλύτερο για εσάς.

Ο προϋπολογισμός σας έχει επίσης σημασία. Το μόλυβδο-οξύ είναι φθηνότερο στην αγορά, αλλά μπορεί να κοστίσει πιο μακροπρόθεσμα. Το ιόν λιθίου κοστίζει περισσότερο εκ των προτέρων, αλλά διαρκεί περισσότερο.

Σκεφτείτε την ασφάλεια. Και οι δύο τύποι είναι ασφαλείς όταν χρησιμοποιούνται σωστά, αλλά τα ιόντα λιθίου έχουν μικρότερο κίνδυνο διαρροής.

• Εξετάστε τις μπαταρίες Deye για τις ανάγκες σας σε ενέργεια

Η σειρά μπαταριών ιόντων λιθίου της Deye παρέχει μια σειρά λύσεων τόσο για οικιακές όσο και για εμπορικές εφαρμογές. Χαμηλή τάση (LV) και Υψηλή τάση (HV) Η σειρά διαθέτει ασφαλή, μακράς διαρκείας τεχνολογία φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LFP), που εξασφαλίζει αποτελεσματική αποθήκευση ενέργειας με μεγάλη διάρκεια ζωής άνω των 6000 κύκλων.

Οι μπαταρίες της Deye έχουν σχεδιαστεί με έξυπνα συστήματα διαχείρισης μπαταριών για βέλτιστη απόδοση και ο αρθρωτός σχεδιασμός μας επιτρέπει την επεκτασιμότητα σύμφωνα με τις ενεργειακές σας ανάγκες. 

Είτε αναζητάτε ένα σύστημα ηλιακής ιδιοκατανάλωσης είτε εφεδρικής ισχύος, οι μπαταρίες της Deye προσφέρουν μια στιβαρή λύση με εγγύηση έως και 10 ετών. Οι μπαταρίες Deye είναι μια σταθερή επένδυση για όποιον σκέφτεται επιλογές ιόντων λιθίου.