Différence entre la batterie au plomb, la batterie au lithium, la batterie sodium-ion et la batterie au graphène
2021-12-07 15:55Cet article vous aide à comprendre la différence entre une batterie au plomb, une batterie au lithium, une batterie sodium-ion et une batterie au graphène.
Le véhicule électrique est un moyen de transport courant que l’on peut voir partout dans la rue et les ruelles. La batterie est le composant essentiel du véhicule électrique, la qualité de la batterie détermine directement l’autonomie du véhicule électrique. Ainsi, comment trouver une batterie avec un facteur de sécurité élevé, une durée de vie rentable et longue est un problème avec lequel la plupart des gens sont confrontés lorsqu'ils choisissent des véhicules électriques. Il existe aujourd'hui principalement des batteries au plomb, des batteries au lithium, des batteries au sodium et des batteries au graphène, mais beaucoup de gens ne connaissent pas la différence. Cet article vous aidera à comprendre.
1. Différence conceptuelle
Les électrodes des batteries au plomb sont principalement constituées de plomb et de ses oxydes, et l'électrolyte est une batterie avec une solution d'acide sulfurique. Dans l'état de décharge de la batterie au plomb, le composant principal de l'électrode positive est le dioxyde de plomb et le composant principal de l'électrode négative est le plomb. En état de charge, les principaux composants des deux électrodes sont le sulfate de plomb. Les batteries au plomb sont chargées et déchargées par réaction chimique entre les matériaux actifs des bornes positive et négative et l'acide sulfurique de l'électrolyte.
La batterie au lithium est un type de batterie qui utilise du lithium métal ou un alliage de lithium comme matériau positif/négatif et solution électrolytique non aqueuse. Le matériau de l’électrode négative de la batterie au lithium est un matériau métallique ou un alliage de lithium. Cela dépend du transfert de l'électrode positive et de l'électrode négative au début pour terminer l'opération de charge et de décharge de la batterie. Désormais, la batterie au lithium comprend principalement la batterie au lithium fer phosphate, la batterie au lithium fer manganate et la batterie au lithium polymère ternaire.
1.3 Batteries sodium-ion
Les batteries sodium-ion, un type de batterie rechargeable, reposent sur des ions sodium se déplaçant entre les électrodes positives et négatives pour fonctionner de la même manière que les batteries lithium-ion. Autrement dit, pendant le processus de charge et de décharge, Na+ est inséré et libéré entre les deux électrodes : pendant la charge, Na+ est retiré de l'électrode positive et intégré dans l'électrode négative à travers l'électrolyte ; il est opposé lors de la décharge. La nouvelle batterie sodium-ion 18650 utilise le transfert d'ions sodium, plutôt que les ions lithium, pour stocker et libérer de l'électricité.
1.4 Batteries au graphène
La technologie du graphène est encore en phase de développement et n’est pas encore prête pour une utilisation à grande échelle. Actuellement, les batteries au graphène utilisées en Chine sont essentiellement des batteries au plomb. La poudre de graphite est ajoutée sur la base de batteries au plomb, ce qui confère aux batteries une excellente résistance à la chaleur, à la corrosion et à la conductivité, de sorte que la durabilité des batteries a été considérablement améliorée. Les batteries au graphène, dans un sens, sont une version améliorée des batteries au plomb.
2. Différence de prix
Les batteries au plomb et les batteries au lithium sont fabriquées selon un processus complètement différent, et les difficultés technologiques et les coûts des matériaux des batteries au lithium sont plus élevés que ceux des batteries au plomb. Par conséquent, les batteries au lithium-ion sont plus chères que les batteries au plomb, quel que soit le Facteurs de marque, la batterie au lithium coûterait environ 3 fois le prix des batteries au plomb, telles que la batterie 48V20Ah, la nouvelle batterie au plomb coûte entre 500 et 700 yuans, tandis que la batterie au lithium coûte entre 1 200 et 1 500 yuans, donc le plomb -La batterie acide est plus rentable.
Et les batteries sodium-ion, étant donné que le sodium est abondant et largement distribué, peuvent être 20 à 30 % moins chères que les batteries lithium-ion. Les batteries sodium-ion présentent donc un énorme avantage potentiel en termes de prix.
Les batteries au graphène, comme nous l’avons déjà dit, sont une version améliorée des batteries au plomb. Ainsi, par rapport aux batteries au plomb, la plaque de plomb est un peu plus épaisse. La batterie générale au graphène pèse environ 5 kg de plus qu’une batterie au plomb. Dans le même temps, la technologie du graphène est ajoutée, de sorte que le prix d'une batterie au graphène est un peu plus élevé que celui d'une batterie au plomb, peut-être de 10 à 20 %.
3. Différence de facteur de sécurité
Le risque potentiel pour la sécurité des batteries est la combustion spontanée, et les batteries au plomb n'ont pas les caractéristiques de déflagration car l'électrolyte est de l'acide sulfurique. La batterie au lithium ne contient pas de cadmium, de plomb, de mercure et d'autres éléments polluants pour l'environnement. Le lithium métallique qu’il utilise est un métal très actif. Sa sécurité dépend principalement de la stabilité thermique des matériaux de la batterie et est également étroitement liée aux conditions d'abus de la batterie telles que la surcharge, l'aiguilletage, l'extrusion et les températures élevées. En revanche, en termes de sécurité, les batteries au plomb seront encore meilleures.
La batterie sodium-ion a également des performances relativement sûres, elle peut fonctionner normalement dans la plage de température de moins 40 ℃ à 80 ℃, le taux de rétention de capacité est proche de 90 % dans un environnement de moins 20 ℃, les performances à haute et basse température sont meilleures que d'autres batteries secondaires, le phénomène d'emballement thermique de la batterie est bien moindre que celui de la batterie lithium-ion.
Quant à la batterie au graphène, la difficulté du processus et les matériaux utilisés pour la production sont fondamentalement les mêmes que ceux de la batterie au plomb, sauf que des éléments de graphène qui peuvent augmenter la conductivité sont ajoutés, cette méthode de fonctionnement est dans la même logique que les premières batteries au plomb. batterie acide ajoutant l’élément « cadmium » résistant à la corrosion. Par conséquent, en termes de sécurité, il n’y a pas de différence évidente entre une batterie au plomb et une batterie au graphène, et elles sont toutes deux de type batterie sans combustion.
4. Différence de durée de vie
Théoriquement parlant, les principaux composants des batteries au plomb sont l'acide sulfurique et la plaque de plomb, qui sont faciles à consommer et à endommager lors de l'utilisation de la batterie. Dans les temps de charge et de décharge du cycle, les batteries au plomb ne sont généralement que 300 fois, par conséquent, la durée de vie théorique est généralement d'environ trois ans.
La batterie au lithium et la batterie au plomb sont différentes, son lithium métallique est plus durable et la théorie de conception du nombre de cycles de circulation est généralement supérieure à 1 000 fois. Par conséquent, la théorie de la vie en général peut être utilisée pendant environ 5 ans. De plus, la durabilité du lithium-ion est plus révolutionnaire. La batterie au lithium connue actuellement, avec une durée de vie relativement longue, peut atteindre 25 000 cycles de charge et de décharge, et elle devrait être utilisée pendant environ 70 ans, ce qui est impossible pour les batteries au plomb.
Comme le rayon de l’ion sodium est plus grand que celui de l’ion lithium, il est difficile de l’intégrer et de le décoller dans le processus de réaction et il est facile de provoquer des changements structurels, ce qui entraîne une durée de vie courte. Durée de vie réduite à 80 %, la batterie sodium-ion peut être rechargée 2 000 fois, bien plus que les 300 à 500 cycles des batteries au plomb, mais nettement moins que les 4 000 à 6 000 cycles des batteries lithium-ion.
Batterie au graphène, en tant que version mise à jour de la batterie au plomb, elle renforce naturellement les faiblesses de la version originale, y compris la durée de vie et la conception des temps de charge et de décharge de la batterie au plomb mentionnés ci-dessus en 300 fois environ, et la charge de la batterie au graphène et les temps de décharge sont d'environ 500 fois, améliorent les deux tiers. Bien entendu, l'utilisation spécifique dépend des connaissances du propriétaire en matière d'entretien, mais en théorie, il s'agit du même type de batterie que les batteries au plomb, qui sont vulnérables aux"blessure"et ont généralement une durée de vie de trois ans s'ils ne sont pas entretenus pendant l'utilisation.
En fait, tout au long du développement de l'industrie mondiale des batteries au cours des dernières années, bien qu'en raison de changements dans les politiques pertinentes et de facteurs de développement du marché, les industries des batteries au lithium, des batteries sodium-ion, des batteries au graphène et d'autres batteries se sont développées rapidement. Cependant, en termes de portée mondiale actuelle, la batterie au plomb reste la batterie chimique avec la plus grande part de marché et la plus large gamme d'utilisation, en particulier dans certains autres pays en développement. La batterie au plomb joue toujours un rôle central sur le marché en raison de sa technologie de recyclage plus abordable, plus mature et plus stable.
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