Свинцово-кислотный аккумулятор против литий-ионного аккумулятора — подробное руководство

Свинцово-кислотные и литий-ионные аккумуляторы — два популярных варианта, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы. Давайте рассмотрим их преимущества.

Свинцово-кислотные аккумуляторы существуют уже давно. Они изначально дешевле, но служат меньше. Их можно найти в автомобилях и некоторых домашних системах резервного питания. Литий-ионные аккумуляторы изначально стоят дороже, но служат дольше и работают лучше во многих отношениях.

Вы можете задаться вопросом, какой аккумулятор подойдёт именно вам. Всё зависит от ваших потребностей. Свинцово-кислотные аккумуляторы могут подойти для краткосрочного использования или при ограниченном бюджете. Литий-ионные аккумуляторы идеально подходят для устройств, которым требуется много энергии или которые используются часто. Прежде чем выбрать аккумулятор, подумайте о своих целях и о том, сколько вы готовы потратить.

 Свинцово-кислотные и литий-ионные аккумуляторы: обзор технологий

Свинцово-кислотные и литий-ионные аккумуляторы — два распространённых типа аккумуляторов. Они различаются по химическому составу, структуре и способу хранения энергии. Эти факторы влияют на их производительность и область применения.

• Химический состав

Свинцово-кислотные аккумуляторы используют свинец и серная кислотаПоложительный электрод изготовлен из диоксида свинца. Отрицательный электрод — из губчатого свинца. Электролитом служит серная кислота.

Литий-ионные аккумуляторы есть соединение лития В качестве положительного электрода. Отрицательный электрод часто изготавливается из графита. Электролитом служит литиевая соль в органическом растворителе.

Эти различные материалы придают каждому типу аккумулятора уникальные свойства. Литий-ионные аккумуляторы легче и компактнее. Свинцово-кислотные аккумуляторы тяжелее, но хорошо выдерживают высокие токи.

• Структура батареи

Свинцово-кислотные аккумуляторы встали на сторону толстые свинцовые пластиныЭти пластины погружены в жидкий электролит. Такая конструкция делает их прочными, но тяжёлыми.

Литий-ионные аккумуляторы используют тонкие слои материаловЭти слои накладываются друг на друга или сворачиваются в рулон. Электролит обычно представляет собой гель или полимер. Такая структура позволяет сделать конструкцию более компактной.

Конструкция аккумулятора влияет на то, как вы будете использовать и обслуживать каждый тип. Свинцово-кислотные аккумуляторы требуют регулярного долива воды. Литий-ионные аккумуляторы герметичны и не требуют обслуживания.

• Основы хранения энергии

Оба типа аккумуляторов накапливают энергию посредством химических реакций. В свинцово-кислотных аккумуляторах свинец и диоксид свинца реагировать с серной кислотой. При этом образуется сульфат свинца и вода.

Литий-ионные аккумуляторы работают по принципу движущиеся ионы литияИоны перемещаются между положительным и отрицательным электродами. Этот процесс называется интеркаляцией.

Плотность энергии — ключевое отличие. Литий-ионные аккумуляторы могут хранить больше энергии в меньшем пространстве. Они также имеют более высокое напряжение на элемент. Это означает, что для того же напряжения требуется меньше элементов.

Скорость зарядки и разрядки также различается. Литий-ионные аккумуляторы заряжаются и разряжаются быстрее. Это делает их более подходящими для приложений с высокой мощностью.

Свинцово-кислотные и литий-ионные аккумуляторы: комплексное сравнение 

Свинцово-кислотные и литий-ионные аккумуляторы имеют существенные различия в производительности и характеристиках. Давайте рассмотрим, как эти два типа аккумуляторов сочетаются по нескольким важным параметрам.

Ключевые показатели эффективности

• Время и способы зарядки

Литий-ионные аккумуляторы заряжаются гораздо быстрее свинцово-кислотных. Полностью зарядить литий-ионный аккумулятор можно за 2-4 часов. Свинцово-кислотные аккумуляторы принимают 8-16 часов для достижения полной зарядки.

Литий-ионные аккумуляторы используют зарядку постоянным током и постоянным напряжением. Это означает, что сначала они заряжаются быстро, а затем замедляются по мере заполнения.

Свинцово-кислотные аккумуляторы требуют многоэтапной зарядки:

1. Массовая загрузка (50-80% емкости)
2. Абсорбционный заряд (80-100% емкости)
3. Плавающий заряд (поддерживает полный заряд)

Литий-ионные аккумуляторы можно заряжать частично, не причиняя вреда. Свинцово-кислотные аккумуляторы лучше заряжать полностью, чтобы избежать сульфатации.

• Безопасность и надежность

Оба типа аккумуляторов, как правило, безопасны при правильном использовании. Литий-ионные аккумуляторы имеют небольшое преимущество в надёжности.

Свинцово-кислотные батареи Можно:

• Вытекает кислота, если повреждено
• Выделяется водород при зарядке
• Взорвутся при сильном перезаряде

Литий-ионные аккумуляторы имеют встроенные функции безопасности:

• Чувствительные к давлению вентиляционные отверстия
• Тепловые предохранители
• Автоматические выключатели

Они помогают предотвратить перегрев и взрыв. Однако возгорания литий-ионных аккумуляторов, хоть и редки, могут быть интенсивными и их трудно потушить.

Свинцово-кислотные аккумуляторы очень стабильны и используются уже более 150 лет. Они менее подвержены возгоранию, чем литий-ионные.

• Жизненный цикл и полезная емкость

Литий-ионные аккумуляторы длиться намного дольше чем свинцово-кислотные. Вы можете ожидать:

• 2000-5000 циклов от литий-ионного
• 200-300 циклов от свинцово-кислотных

Один цикл — это полная разрядка и перезарядка.

Полезная вместимость также различается:

• Вы можете использовать 80–100 % емкости литий-ионного аккумулятора.
• Свинцово-кислотные аккумуляторы следует разряжать только до 50%, чтобы избежать повреждений.

Это означает, что литий-ионный аккумулятор ёмкостью 100 А·ч обеспечивает ёмкость 80–100 А·ч. Свинцово-кислотный аккумулятор ёмкостью 100 А·ч обеспечивает полезную энергию лишь около 50 А·ч.

Литий-ионные аккумуляторы лучше сохраняют свою ёмкость со временем. Свинцово-кислотные аккумуляторы теряют ёмкость с каждым циклом, даже если они не полностью разряжены.

Практическое применение

Свинцово-кислотные и литий-ионные аккумуляторы питают множество устройств и систем в нашей повседневной жизни. Давайте рассмотрим, как эти типы аккумуляторов используются в различных областях.

• Электромобили и возобновляемые источники энергии

Литий-ионные аккумуляторы являются лучшим выбором для электрических машинОни легче и служат дольше, чем свинцово-кислотные аккумуляторы. Это означает, что электромобили могут проехать большее расстояние на одной зарядке. Tesla и Nissan используют литий-ионные аккумуляторы в своих популярных моделях.

При покупке недвижимости домашние солнечные системыОба типа аккумуляторов работают хорошо. Свинцово-кислотные аккумуляторы дешевле для резервного питания. Но литий-ионные аккумуляторы лучше, если вы часто используете накопленную энергию. Они выдерживают больше циклов зарядки без износа.

Крупномасштабное хранение энергии Эти аккумуляторы также используются. Ветряным и солнечным электростанциям нужны способы хранения дополнительной энергии. Литий-ионные аккумуляторы отлично подходят для этого, поскольку они эффективны и способны быстро реагировать на спрос.

• Портативная электроника и электроинструменты

В вашем телефоне, ноутбуке и планшете используются литий-ионные аккумуляторы. Эти аккумуляторы обладают большой мощностью при небольшом размере. Они также выдерживают множество зарядок без существенной потери ёмкости.

Электроинструменты также перешли на литий-ионные аккумуляторы. Они легче, поэтому дрелью или пилой проще пользоваться. Вы можете работать дольше без замены аккумуляторов. Свинцово-кислотные аккумуляторы всё ещё используются в некоторых более дешёвых инструментах, но сейчас они менее распространены.

Литий-ионные аккумуляторы также используются в таких транспортных средствах, как электровелосипеды и скутеры. Они обеспечивают этим транспортным средствам большой запас хода, сохраняя при этом их лёгкость и удобство в управлении.

• Промышленное и коммерческое использование

В складских погрузчиках часто используются свинцово-кислотные аккумуляторы. Они дешевле и выдерживают большую нагрузку. Однако некоторые компании переходят на литий-ионные для более быстрой зарядки и более длительного времени работы.

Системы резервного питания для предприятий обычно используют свинцово-кислотные аккумуляторы. Это проверенный и недорогой вариант для крупномасштабного использования. Однако литий-ионные системы становятся всё более популярными благодаря своим компактным размерам и более длительному сроку службы.

В телекоммуникационных вышках используются оба типа аккумуляторов. Свинцово-кислотные аккумуляторы широко распространены благодаря своей низкой стоимости. Однако литий-ионные аккумуляторы набирают популярность благодаря своей лучшей производительности при экстремальных температурах.

Делать правильный выбор

Выбор оптимального аккумулятора зависит от ваших конкретных потребностей. Как свинцово-кислотные, так и литий-ионные аккумуляторы имеют свои плюсы и минусы, которые следует учитывать.

• Рекомендации по выбору батареи

Подумайте, для чего вы будете использовать аккумулятор. Свинцово-кислотные аккумуляторы хорошо подходят для автомобилей и резервного питания. Они изначально дешевле, но служат меньше. Литий-ионные аккумуляторы отлично подходят для портативных устройств и электромобилей. Они изначально стоят дороже, но имеют более длительный срок службы.

Определите, сколько энергии вам нужно. Литий-ионные аккумуляторы легче и компактнее при той же мощности. Это важно, если для вас важны компактность и вес.

Как часто вы будете использовать аккумулятор? Литий-ионный аккумулятор выдерживает больше циклов зарядки. Если вы будете использовать его часто, этот вариант может подойти вам лучше.

Ваш бюджет тоже имеет значение. Свинцово-кислотные аккумуляторы дешевле в покупке, но могут обойтись дороже в долгосрочной перспективе. Литий-ионные стоят дороже изначально, но служат дольше.

Подумайте о безопасности. Оба типа безопасны при правильном использовании, но литий-ионные батареи менее подвержены проливам.

• Рассмотрите возможность использования аккумуляторов Deye для удовлетворения ваших потребностей в электроэнергии

Серия литий-ионных аккумуляторов Deye предлагает ряд решений как для бытового, так и для коммерческого применения. Низкое напряжение (НН) и Высокое напряжение (HV) В серии используется безопасная и долговечная технология литий-железо-фосфата (LFP), обеспечивающая эффективное накопление энергии со сроком службы более 6000 циклов.

Аккумуляторные батареи Deye разработаны с использованием интеллектуальных систем управления аккумуляторными батареями для обеспечения оптимальной производительности, а наша модульная конструкция обеспечивает масштабируемость в соответствии с вашими потребностями в энергии. 

Ищете ли вы систему для собственного потребления солнечной энергии или резервного питания, аккумуляторы Deye — это надёжное решение с гарантией до 10 лет. Аккумуляторы Deye — это надёжное вложение для тех, кто рассматривает литий-ионные варианты.