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

Свинцово-кислотные и литий-ионные — два популярных варианта, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы. Давайте посмотрим, как они выглядят.

Свинцово-кислотные аккумуляторы существуют уже давно. Они изначально дешевле, но служат не так долго. Вы найдете их в автомобилях и некоторых домашних резервных системах. Литий-ионные аккумуляторы изначально стоят дороже, но служат дольше и работают лучше во многих отношениях.

Вы можете задаться вопросом, какой из них подходит именно вам. Это зависит от того, что вам нужно. Свинцово-кислотные могут быть хороши для краткосрочного использования или если у вас ограниченный бюджет. Литий-ионные отлично подходят для устройств, которым требуется много энергии или которые используются часто. Подумайте о своих целях и о том, сколько вы хотите потратить, прежде чем выбирать один из них.

 

 Свинцово-кислотные и литий-ионные аккумуляторы: обзор технологий

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

• Химический состав

Свинцово-кислотные аккумуляторы использовать свинец и серная кислота. Положительный электрод имеет диоксид свинца. Отрицательный электрод изготовлен из губчатого свинца. В качестве электролита выступает серная кислота.

Литий-ионные аккумуляторы есть соединение лития как положительный электрод. Отрицательный электрод часто изготавливается из графита. Электролит — литиевая соль в органическом растворителе.

Эти различные материалы придают каждому типу батареи уникальные свойства. Литий-ионные батареи легче и компактнее. Свинцово-кислотные батареи тяжелее, но могут хорошо выдерживать высокие токи.

• Структура батареи

Свинцово-кислотные аккумуляторы иметь толстые свинцовые пластины. Эти пластины погружены в жидкий электролит. Такая конструкция делает их прочными, но тяжелыми.

Литий-ионные аккумуляторы использовать тонкие слои материалов. Эти слои сложены или скручены вместе. Электролит обычно представляет собой гель или полимер. Такая структура позволяет сделать конструкцию более компактной.

Структура батареи влияет на то, как вы можете использовать и обслуживать каждый тип. Свинцово-кислотные батареи требуют регулярного долива воды. Литий-ионные батареи герметичны и не требуют обслуживания.

• Основы хранения энергии

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

Литий-ионные аккумуляторы работают по принципу перемещение ионов лития. Ионы перемещаются между положительными и отрицательными 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 ячейку. Это означает, что для того же напряжения требуется меньше ячеек.

Скорость заряда и разряда также различается. Литий-ионные аккумуляторы могут заряжаться и разряжаться 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 ключевые различия в производительности и характеристиках. Давайте рассмотрим, как эти два типа аккумуляторов сочетаются в нескольких важных областях.

Особенность	Свинцово-кислотный аккумулятор	Литий-ионный аккумулятор
Напряжение на ячейку	~2 вольта	3,2–3,7 вольта
Плотность энергии	Ниже (1,2 кВт·ч на 100 А·ч)	Выше (2,4 кВт·ч на 100 А·ч)
Вес (100Ач)	60-70 фунтов	30-40 фунтов
Цикл жизни	200-300 циклов	2000-5000 циклов
Обслуживание	Требуется регулярное техническое обслуживание	Не требует обслуживания
Глубина разряда	50% рекомендуется	80-100% полезная емкость
Воздействие на окружающую среду	Токсичные химикаты, легко поддающиеся переработке	Безопаснее в использовании, сложнее в переработке

 

Ключевые показатели эффективности

• Время и методы зарядки

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

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

Свинцово-кислотные аккумуляторы требуют многоэтапной зарядки:

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

Вы можете частично заряжать литий-ионные аккумуляторы без вреда. Свинцово-кислотные аккумуляторы предпочитают полную зарядку, чтобы избежать сульфатации.

• Безопасность и надежность

Оба типа батарей, как правило, безопасны при правильном использовании. Литий-ионные батареи имеют небольшое преимущество в надежности.

Свинцово-кислотные аккумуляторы может:

• Утечка кислоты при повреждении
• Выделяется водородный газ при зарядке
• Взорвется при сильном перезаряде

Литий-ионные аккумуляторы имеют встроенные функции безопасности:

• Вентиляционные отверстия, чувствительные к давлению
• Термопредохранители
• Автоматические выключатели

Они помогают предотвратить перегрев или взрыв. Но возгорания литий-ионных аккумуляторов, хотя 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 прослужит гораздо 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 емкость также различается:

• Вы можете использовать литий-ионный аккумулятор емкостью 80-100%
• Свинцово-кислотные аккумуляторы следует разряжать только до 50%, чтобы избежать повреждения.

Это означает, что литий-ионная батарея емкостью 100 А·ч обеспечивает 80–100 А·ч мощности. Свинцово-кислотная батарея емкостью 100 А·ч обеспечивает только около 50 А·ч полезной энергии.

Литий-ионные аккумуляторы лучше сохраняют свою емкость с течением времени. Свинцово-кислотные аккумуляторы теряют емкость с каждым циклом, даже если они не полностью использованы.

 

Практические применения

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 электромобили. Они легче и служат дольше, чем свинцово-кислотные батареи. Это означает, что электромобили могут проехать большее расстояние на одной зарядке. Tesla и Nissan используют литий-ионные батареи в своих популярных моделях.

Для домашние солнечные системы, оба типа аккумуляторов работают хорошо. Свинцово-кислотные аккумуляторы дешевле для резервного питания. Но литий-ионные аккумуляторы лучше, если вы часто используете накопленную энергию. Они могут выдерживать больше циклов зарядки без износа.

Крупномасштабное хранение энергии также использует эти батареи. Ветряным и солнечным электростанциям нужны способы хранения дополнительной энергии. Литий-ионные батареи отлично подходят для этого, поскольку они эффективны и могут быстро реагировать на спрос.

• Портативная электроника и электроинструменты

Ваш телефон, ноутбук и планшет — все они используют литий-ионные батареи. Эти батареи вмещают много энергии в небольшое пространство. Они также выдерживают много зарядок без потери большой емкости.

Электроинструменты также перешли на литий-ионные аккумуляторы. Они легче, поэтому дрель или пилу проще использовать. Вы можете работать дольше, не меняя аккумуляторы. Свинцово-кислотные аккумуляторы все еще используются в некоторых более дешевых инструментах, но сейчас они менее распространены.

Литий-ионные аккумуляторы также питают такие вещи, как электровелосипеды и скутеры. Они обеспечивают этим транспортным средствам хороший запас хода, сохраняя при этом их легкость и простоту в управлении.

• Промышленное и коммерческое использование

Вилочные погрузчики на складах часто используют свинцово-кислотные аккумуляторы. Они дешевле и могут справиться с тяжелой работой. Но некоторые компании переходят на литий-ионные для более быстрой зарядки и более длительного времени работы.

Резервные системы питания для предприятий обычно используют свинцово-кислотные аккумуляторы. Это проверенный и надежный вариант, который менее затратен для крупномасштабного использования. Однако литий-ионные системы становятся все более популярными из-за своего меньшего размера и более длительного срока службы.

В телекоммуникационных вышках используются оба типа батарей. Свинцово-кислотные батареи распространены из-за своей низкой стоимости. Но литий-ионные батареи набирают популярность из-за лучшей производительности при экстремальных температурах.

 

Сделать правильный выбор

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

• Факторы, которые следует учитывать при выборе аккумулятора

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

Посмотрите, сколько энергии вам нужно. Литий-ионные батареи легче и меньше при том же количестве энергии. Это имеет значение, если для вас важны пространство или вес.

Как часто вы будете использовать аккумулятор? Литий-ионный может выдержать больше циклов зарядки. Если вы будете часто его использовать, это может быть лучше для вас.

Ваш бюджет тоже имеет значение. Свинцово-кислотные дешевле купить, 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 имеют меньший риск проливания.

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

Серия литий-ионных аккумуляторов Deye предлагает широкий спектр решений как для бытового, так и для коммерческого применения. Низкое напряжение (НН) и Высокое напряжение (ВН) В серии используется безопасная и долговечная технология литий-железо-фосфата (LFP), обеспечивающая эффективное хранение энергии с длительным сроком службы — более 6000 циклов.

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

Если вы ищете систему для собственного потребления солнечной энергии или резервного питания, батареи Deye предлагают надежное решение с гарантией до 10 лет. Батареи Deye — это надежная инвестиция для тех, кто рассматривает литий-ионные варианты.