Différence entre la batterie au plomb, la batterie au lithium, la batterie aux ions de sodium et la batterie au graphène
2021-12-07 15:55Cet article vous aide à comprendre la différence entre la batterie au plomb, la batterie au lithium, la batterie aux ions de sodium et la batterie au graphène
Le véhicule électrique est un moyen de transport commun que l'on peut voir partout dans la rue et les ruelles. La batterie est le composant central du véhicule électrique, la qualité de la batterie détermine directement l'autonomie du véhicule électrique. Alors, comment trouver une batterie avec un facteur de sécurité élevé, rentable et longue durée de vie est un problème avec lequel la plupart des gens se débattent lorsqu'ils choisissent des véhicules électriques. Il existe principalement des batteries au plomb, des batteries au lithium, des batteries au sodium et des batteries au graphène sur le marché aujourd'hui, mais beaucoup de gens ne connaissent pas la différence. Cet article vous aidera à comprendre.
1. Différence conceptuelle
Les électrodes des batteries plomb-acide 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. À l'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 sur les bornes positive et négative et l'acide sulfurique dans 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 une solution d'électrolyte non aqueuse. Le matériau de l'électrode négative de la batterie au lithium est un matériau en métal ou en alliage de lithium. Il 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. Maintenant, la batterie au lithium comprend principalement une batterie au lithium fer phosphate, une batterie au lithium fer manganate et une batterie au lithium polymère ternaire.
1.3 Batteries aux ions de sodium
Les batteries sodium-ion, un type de batterie rechargeable, reposent sur des ions sodium se déplaçant entre les électrodes positive et négative pour fonctionner de la même manière que les batteries lithium-ion. C'est-à-dire que pendant le processus de charge et de décharge, Na+ est inséré et libéré dans les deux sens 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 aux ions sodium 18650 utilise le transfert d'ions sodium, plutôt que les ions lithium, pour stocker et libérer l'électricité.
1.4 Piles au graphène
La technologie du graphène est encore au stade de développement et n'est pas encore prête pour une utilisation à grande échelle. À l'heure actuelle, les batteries au graphène utilisées en Chine sont essentiellement des batteries au plomb. De la poudre de graphite est ajoutée à 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, en 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 la difficulté de la technologie des batteries au lithium et les coûts des matériaux sont supérieurs à 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 serait environ 3 fois le prix des batteries au plomb, telles que la batterie 48V20Ah, la nouvelle batterie au plomb coûte 500 yuans à 700 yuans, tandis que la batterie au lithium coûte 1200 yuans à 1500 yuans, donc le plomb -la batterie acide est plus rentable.
Et les batteries sodium-ion, du fait 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 au graphène générale 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 de la batterie au graphène est un peu plus élevé qu'une batterie au plomb, peut-être de 10 % à 20 %.
3. Différence de facteur de sécurité
Le danger potentiel pour la sécurité des batteries est la combustion spontanée et les batteries au plomb ne présentent 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 qui polluent l'environnement. Le lithium métal 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 aux ions sodium 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 l'environnement de moins 20 ℃, les performances à haute et basse température sont meilleures que autres batteries secondaires, son phénomène d'emballement thermique de la batterie est beaucoup moins que la batterie lithium-ion.
En ce qui concerne 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 pouvant augmenter la conductivité sont ajoutés, ce mode de fonctionnement est dans la même logique que le premier 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 la batterie au plomb et la 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 métal est plus durable et la théorie de conception du nombre de cycles de circulation est généralement supérieure à 1000 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 actuellement connue 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 retirer dans le processus de réaction et il est facile de provoquer des changements structurels, ce qui entraîne une durée de vie courte. Réduite à 80 % de sa durée de vie, la batterie sodium-ion peut être rechargée 2 000 fois, bien plus que les 300 à 500 cycles des batteries plomb-acide, mais nettement moins que les 4 000 à 6 000 cycles des batteries lithium-ion
Batterie au graphène, en tant que version de mise à jour de la batterie au plomb, elle renforce naturellement les faiblesses de la version originale, notamment 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 est d'environ 500 fois, améliore les deux tiers. Bien sûr, l'utilisation spécifique dépend de la sensibilisation du propriétaire à l'entretien, mais en théorie, il s'agit du même type de batterie que les batteries au plomb, qui sont vulnérables à"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 ces dernières années, bien qu'en raison de changements dans les politiques pertinentes et les facteurs de développement du marché, les batteries au lithium, les batteries sodium-ion, les batteries au graphène et d'autres industries de 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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