¿Qué es mejor, la batería de litio, la de grafeno o la de plomo-ácido?

Con la popularidad de los vehículos eléctricos, cada vez más personas empiezan a prestar atención a la batería. La batería es el almacén de almacenamiento de energía de los vehículos eléctricos. Los vehículos eléctricos convierten la energía eléctrica en energía química durante la carga y la almacenan en la batería. Cuando se utilizan vehículos eléctricos, el motor convierte la energía química de la batería en energía mecánica, para que los vehículos eléctricos puedan circular por la carretera. Dado que la batería es la fuente de energía de los vehículos eléctricos, ¿qué tipos de baterías se utilizan actualmente en los vehículos eléctricos y cuál es mejor?

Tras el rápido desarrollo de los vehículos eléctricos en los últimos años, las baterías utilizadas en los vehículos eléctricos se dividen principalmente en baterías de litio, baterías de grafeno y baterías de plomo-ácido. Cuál es mejor, baterías de litio, baterías de grafeno y baterías de plomo-ácido,

Comparación de batería de litio, batería de grafeno y batería de plomo-ácido

一、 Ventajas y desventajas de la batería de litio.

1. La densidad de energía es alta y su densidad de energía en volumen y densidad de energía en masa pueden alcanzar los 450 W. h/dm3 y 150W. h/kg respectivamente, y siguen aumentando.

2. El voltaje de salida promedio es alto (aproximadamente 3,6 V), que es 3 veces mayor que el de las baterías de Ni Cd y Ni l.

3. Alta potencia de salida.

4. La autodescarga es pequeña, menos del 10% mensual, menos de la mitad de Ni Cd y Ni Ml.

5. Sin el efecto memoria como el de las baterías Ni Cd y Ni MH, el rendimiento del ciclo es superior.

6. Se puede cargar y descargar rápidamente y la capacidad puede alcanzar más del 80% de la capacidad nominal cuando se carga a 1C.

7. Alta eficiencia de carga, básicamente 100% después del primer ciclo.

8. El rango de temperatura de funcionamiento es amplio, - 30~+45 ℃. Con la mejora del electrolito y el electrodo positivo, se espera que se amplíe a -40~+70 ℃, y la temperatura baja podrá extenderse a -60 ℃.

9. No requiere mantenimiento.

10. Es "amigable" con el medio ambiente y se llama batería verde.

11. Larga vida útil, 100% DOD se puede cargar y descargar más de 900 veces; Cuando se utiliza carga y descarga a poca profundidad (30 % DOD), el número de ciclos ha superado los 5000.

Desventajas de la batería de litio

1. El costo es alto, principalmente debido al alto precio del material del cátodo LiC002. Con el desarrollo continuo de la tecnología de cátodos, se pueden utilizar LiMn204, LiFeP04, etc. como cátodos, lo que se espera que reduzca en gran medida el costo de las baterías de iones de litio;

2. Debe haber un circuito de protección especial para evitar sobrecargas o sobredescargas;

3. La compatibilidad con las baterías normales es deficiente, porque las baterías de iones de litio sólo se pueden reemplazar cuando se utilizan tres baterías normales (3,6 V).


二、 Ventajas y desventajas de la batería de grafeno.


Batería de grafeno: la batería de grafeno es una película plana en forma de panal formada por átomos de carbono en forma de hibridación sp2. Es un material casi bidimensional con un solo espesor de capa atómica, por lo que también se le llama grafito de capa monoatómica. Se desarrolla una nueva batería de energía basada en el rápido y gran movimiento lanzadera de iones de litio entre la superficie de grafeno y el electrodo.

1. La capacidad de almacenamiento de energía es tres veces superior a la del mejor producto del mercado actual. La energía específica de una batería de litio (a reserva de las más avanzadas) es de 180wh/kg, mientras que la energía específica de una batería de grafeno es de más de 600whkg.

2. El vehículo eléctrico propulsado por esta batería puede recorrer como máximo 1000 kilómetros y su tiempo de carga es inferior a 8 minutos.

3. Larga vida útil. Su vida útil es cuatro veces mayor que la de una batería hidrogenada tradicional y el doble que la de una batería de litio.

4. Peso ligero. Las características del grafeno pueden reducir el peso de la batería a la mitad que la batería tradicional, lo que puede mejorar la eficiencia de la máquina que carga la batería.

5. El grafeno tiene más ventajas que las baterías tradicionales. Su vida útil es el doble que la de las baterías de litio y cuatro veces la de las baterías hidrogenadas.

6. Tiene una velocidad de carga más rápida y es más duradera que la batería de litio a altas temperaturas.


Desventajas de la batería de grafeno:

1. En la actualidad, la dilución de grafito no ha llegado a la etapa práctica y todavía queda un largo camino por recorrer antes de la producción en masa.

2. Estas baterías de grafeno del mercado no son baterías de grafeno puro. Simplemente están dopados con algunas tecnologías relacionadas con el grafeno basadas en baterías de litio. En comparación con las baterías de litio tradicionales, la mejora del rendimiento que aportan es sólo mínima. Además, el coste del grafeno es muy elevado, y su proceso de fabricación también lo es. El proceso de fabricación de la batería de grafeno aún no está lo suficientemente maduro. En la actualidad, se encuentra sólo en la etapa de laboratorio y no puede alcanzar el nivel de producción en masa.

3. Características del proceso incompatibles. Es decir, la superficie específica excesiva del grafeno traerá muchos problemas de proceso a la dispersión y homogeneización de la suspensión de las baterías de iones de litio existentes. Si el proceso de ajuste de la fábrica de baterías se agota y no hay suficiente espacio para obtener ganancias impulsado por el gran progreso en los indicadores de desempeño, ¿quién está dispuesto a utilizar esta tecnología? Las características de la superficie del grafeno se ven muy afectadas por el estado químico y existen muchos problemas en la estabilidad del lote, el ciclo de vida, etc., que no pueden cumplir con los requisitos detallados de la producción de baterías de litio en la actualidad.


三、 Ventajas y desventajas de la batería de plomo-ácido.

La batería de plomo-ácido es un tipo de batería cuyos polos positivo y negativo están hechos principalmente de plomo y sus óxidos, y el electrolito es una solución de ácido sulfúrico. Cuando la batería de plomo-ácido se descarga, el componente principal del polo positivo es el dióxido de plomo y el componente principal del polo negativo es el plomo; Durante la carga, los componentes principales de los electrodos positivos y negativos son el sulfato de plomo.

Ventajas de la batería de plomo-ácido.

1. Precio económico: la batería de plomo-ácido es muy barata debido a su bajo costo de fabricación, proceso de fabricación simple y bajo precio de materia prima. Además, la batería de plomo-ácido usada se puede reciclar, de modo que la próxima vez que se reemplace la batería, la batería vieja se pueda reemplazar por una nueva y se pueda compensar una parte del efectivo, lo que reduce el costo de compra.

2. Alto rendimiento de seguridad: la estabilidad de la batería de plomo-ácido es muy buena, incluso si se carga durante mucho tiempo durante el uso, no se encontrarán explosiones ni otros problemas, y el rendimiento de seguridad de la batería de plomo-ácido es alto.

3. Reparable: Aunque la batería de plomo-ácido puede cristalizarse o sulfurarse durante el uso, se puede reparar y puede usarse durante un período de tiempo después de la reparación, por lo que la batería de plomo-ácido es reparable, a diferencia de la batería de litio, que no se puede reparar después ocurren problemas.


Desventajas de la batería de plomo-ácido:

1. Gran volumen y peso: el proceso de fabricación de baterías de plomo-ácido es un problema. Si se va a aumentar la capacidad de las baterías de plomo-ácido, se necesita un mayor volumen y el peso será más pesado, lo que hará que sea incómodo moverse.

2. Vida útil corta: la batería de plomo-ácido se carga y descarga entre 300 y 350 veces y normalmente se puede utilizar durante unos 2 o 3 años.

3. Contaminación ambiental: aunque el cadmio ya no se usa en baterías de plomo-ácido, seguirá causando contaminación ambiental, como contaminación del agua y de la tierra.

Conclusión: Según la comparación de condiciones anterior, la batería de litio tiene más ventajas que la batería de grafeno y la batería de plomo-ácido en términos de madurez de la tecnología de I+D, costo de fabricación, beneficios económicos del mercado y protección ambiental.