З появою кількох типів акумуляторів і безперервним розвитком передових розумних пристроїв, електромобілі, і сонячна енергія, тривають дискусії про те, який тип батареї забезпечує найкращу продуктивність і потужність. Одним із найпоширеніших і повторюваних порівнянь є дискусія про свинцево-кислотну та літій-іонну батарею. У цій статті буде розглянуто відмінності між свинцево-кислотними акумуляторами та літій-іонними акумуляторами.

Свинцево-кислотна батарея була першою комерційно використаною акумуляторною батареєю. Він був винайдений в 1859 і досі широко використовується для різноманітних цілей. На відміну від літій-іонних акумуляторів, свинцево-кислотні батареї недорогі і часто вважаються більш дешевим способом забезпечення великої кількості енергії.

Свинцево-кислотна батарея — це акумуляторна батарея, яка зазвичай використовує пористий свинець як негативно заряджений анод і оксид (оксид свинцю) як позитивний електрод.

І катод, і анод занурені в електроліт, що складається з кислого розчину розбавленої сірчаної кислоти.. Занурення електродів в електроліт викликає хімічну реакцію. Всередині акумулятора відбувається хімічна реакція, виділення електричного струму, який протікає через електроди.

Свинцево-кислотні акумулятори широко використовуються в електромобілях, моторні човни, електричні скутери, аварійне освітлення, та інші поля.

1. Вони дешеві. Саме тому він широко використовується на сучасному ринку.
2. Вони мають найнижчий рівень саморозряду серед усіх акумуляторів.
3. Свинцево-кислотні батареї потребують невеликого обслуговування та можуть добре працювати в суворих умовах.
4. Висока питома потужність, який може створювати високий струм розряду.

1. Свинцево-кислотні батареї зазвичай більші в порівнянні з літій-іонними батареями подібної ємності.
2. Вони мають обмежений цикл і більш чутливі до скорочення терміну служби батареї через глибокий розряд.
3. Батареї повинні бути зарядженими, щоб запобігти сульфатації батарей.
4. Швидкість зарядки низька, беручи 14 до 16 годин для повної зарядки.
5. Не екологічно чистий, відсутність переробки матиме поганий вплив на навколишнє середовище.

З моменту своєї появи, Літій-іонні батареї змінили гру в галузі виробництва електроенергії та стали все більш популярними завдяки своїй портативній конструкції, зарядна ємність, і висока щільність енергії. Завдяки цим властивостям, Літій-іонні батареї отримали широке застосування в багатьох електронних пристроях, таких як мобільні телефони, таблетки, і ноутбуки. Крім того, він також використовується в електромобілях (електромобілі) і їздить в автомобільній промисловості та сонячному обладнанні.

Літій-іонний акумулятор, також відомий як літій-іонний акумулятор, це акумуляторна батарея, яка використовує іони літію для зберігання енергії. Він складається з позитивно зарядженого електрода (катод) і негативно заряджений електрод (анод).

Під час зарядки, іони літію рухаються від катода до анода, який створює електричний струм. Під час розряду відбувається зворотний процес. Катод зазвичай виготовлений з матеріалу на основі літію, який контролює ємність і напругу акумулятора.

Типово, як матеріал анода використовується графіт. Між катодом і анодом знаходиться електроліт, що складається з солей літію в органічному розчиннику.. Останнім компонентом літій-іонної батареї є сепаратор, який є фізичним бар'єром між катодом і анодом, який дозволяє іонам літію рухатися крізь батарею, блокуючи електрони від входу.

Іони літію утворюються на катоді та переносяться електролітом, рухаючись через сепаратор до анода, де вони зберігаються під час заряджання акумулятора. Принцип роботи літій-іонних акумуляторів простий.

Коли літій-іонні батареї використовуються для живлення приладів, наприклад транспортних засобів для відпочинку (фургони), іони літію рухаються від анода до катода через електроліт. Цей рух запускає електрони, змушуючи їх рухатися від катода до анода. Коли пристрій заряджено, відбувається зворотний хімічний процес.

Літій-іонні батареї корисні в багатьох сферах, з основними застосуваннями в системах спостереження, портативні блоки живлення, електромобілі та автофургони, системи накопичення сонячної енергії, аварійне резервне живлення (ДБЖ), і морські характеристики.

1. Вони легші за інші батареї, оскільки електроди виготовлені з легких матеріалів.
2. Вони мають тривалий термін служби і можуть довго тримати заряд.
3. Вони мають вищу щільність енергії, ніж інші типи батарей, наприклад свинцево-кислотні.
4. Вони мають більшу глибину розряду та можуть витримувати кілька циклів заряджання та розряджання.

1. Вони мають значно вищу вартість порівняно зі свинцево-кислотними акумуляторами.
2. Вони мають теплову втечу, це означає, що вони можуть спалахнути.
3. Високі температури подовжують термін служби цих батарей, змушуючи їх швидше розкладатися.
4. Їх не можна брати на борт літака, оскільки вони можуть виробляти тепло, яке може спричинити пожежу, тому регулятори заборонили літій-іонні акумулятори.

При розгляді варіантів енергопостачання та накопичення енергії, поширене питання, яке часто задають, який акумулятор краще вибрати. Найпоширенішим вибором є технології свинцево-кислотних і літій-іонних акумуляторів, які швидко замінюють традиційні свинцево-кислотні акумулятори. Давайте порівняємо характеристики свинцевих і літієвих акумуляторів.

Свинцево-кислотні акумулятори виділяють водень і кисень при надмірному заряді. Ці гази є легкозаймистими і можуть спричинити вибух батареї або отруєння людей, якщо не провітрювати належним чином. Проте, більшість свинцево-кислотних акумуляторів на ринку мають клапанне регулювання і тому безпечні у використанні.

На противагу, літієві батареї не виділяють шкідливих речовин під час використання. Літій-іонні батареї також становлять загрозу безпеці через перегрівання. Щоб уникнути потенційної небезпеки батарей, багато виробників літієвих батарей додали системи керування акумуляторами (BMS) до своїх продуктів. BMS знизить ризик виходу з ладу та забезпечить безпеку елементів батареї.

Кожна галузь промисловості, яка використовує ці батареї, має правила, які керують їх виробництвом, щоб гарантувати, що вони безпечні у використанні, і найголовніше, з обома батареями слід поводитися обережно.

Економічність – ще один фактор, на який багато людей орієнтуються, купуючи акумулятори. Це основна відмінність свинцево-кислотних акумуляторів від літій-іонних.

Свинцево-кислотні батареї є більш дешевим варіантом установки акумулятора. Для акумуляторів однакового розміру та ємності, ціна на літій-іонні батареї зазвичай вдвічі перевищує ціну порівнянних свинцево-кислотних батарей.

Проте, з точки зору терміну служби цих батарей, літій-іонні батареї служать набагато довше, ніж свинцево-кислотні. Термін служби літій-іонних акумуляторів буде вдвічі більшим, ніж свинцево-кислотних акумуляторів.

тому, свинцево-кислотні батареї є лише дешевшим варіантом для короткострокових стаціонарних застосувань з низькими потребами в енергії. На противагу, якщо ви хочете використовувати акумулятори як джерело живлення протягом тривалого часу, літієві батареї є більш рентабельним варіантом

Ніхто не хоче носити з собою громіздкі акумулятори. Ось чому багато користувачів вважають за краще використовувати легкі батареї, які займають якомога менше вільного місця. Свинцево-кислотні акумулятори містять свинець, який є матеріалом високої щільності, тоді як літій-іонні акумулятори містять літій, який є 55% легший за свинець. Свинцево-кислотні акумулятори містять багато свинцю і є 5 разів важче літій-іонних батарей. Крім того, Літій-іонні батареї мають вищу щільність енергії і не вимагають стільки фізичного простору, як свинцево-кислотні батареї, тому літій-іонні акумулятори легші за вагою та розміром порівняно зі свинцево-кислотними акумуляторами.

Ємність батареї - це міра кількості енергії, яку можна накопичити та зрештою розрядити з одиниці об’єму батареї. Ємність акумулятора безпосередньо вказує на те, скільки активного матеріалу міститься всередині акумулятора.

Хоча ємність акумулятора може відрізнятися в залежності від моделі та виробника, одне те саме: щільність енергії та ємність літій-іонних акумуляторів значно вищі порівняно зі свинцево-кислотними акумуляторами. Використання того самого простору, літій-іонні акумулятори можуть накопичувати більше енергії, ніж свинцево-кислотні акумулятори.

Оскільки літій-іонна технологія має більшу ємність накопичення енергії, ви можете живити більше пристроїв і розряджати більше енергії протягом значного періоду часу.

Глибина розряду (DOD) батареї означає максимальну кількість енергії, яку може використовувати повністю заряджена батарея, перш ніж її потрібно буде зарядити. Він вимірює, скільки енергії батареї ви можете безпечно спожити, не завдаючи жодної шкоди батареї.

Глибина розряду літієвих акумуляторів і свинцево-кислотних акумуляторів така: свинцево-кислотні батареї мають DOD 50%, і перевищення цієї глибини може негативно вплинути на термін служби акумулятора, у той час як літій-іонні батареї мають вищу DOD 80% або більше.

Більша глибина розряду літій-іонних акумуляторів дозволяє їм мати вищу ефективну продуктивність, ніж свинцево-кислотні акумулятори.. Що стосується часу зарядки, літій-іонні акумулятори можна повністю зарядити всього за кілька хвилин до трьох годин.

Може знадобитися свинцево-кислотна батарея такого ж розміру 10 годин або більше для повної зарядки, фактор, який має вирішальне значення для чутливих до часу програм, які мають менше інтервалів відпочинку та більше часу використання.

Термін служби батареї означає кількість циклів заряджання, яку може пройти батарея без погіршення продуктивності. Коли акумулятор розряджений (від пристрою, який він живить) і заряджено, це називається циклом заряду.

Термін служби батареї зазвичай вимірюється кількістю циклів заряджання, які батарея може пройти до закінчення терміну служби. Важливо розуміти, що глибина розряду безпосередньо впливає на термін служби акумулятора; глибший розряд збільшує навантаження на акумулятор, скорочення його життєвого циклу та зниження ефективності.

Підсумовуючи, батареї з довгим циклом життя мають довший термін служби, ніж батареї з коротким циклом життя. Типово, свинцево-кислотні батареї мають життєвий цикл приблизно 300-500 циклів, який може тривати близько одного-двох років.

Літій-іонні акумулятори, з іншого боку, мають набагато довший цикл життя. Відомо, що літій-залізо-фосфатні батареї мають довший термін служби, із терміном служби циклу понад 4000 циклів, який може тривати 10 років, а деякі сорти високого класу можуть тривати до 15 років або більше.

Оскільки батареї не працюють вічно, це залишає перед нами ще одне важливе питання: який вплив свинцевої кислоти на навколишнє середовище проти. літій-іонний?

Раніше в цій статті, ми побачили, що свинцево-кислотні та літій-іонні акумулятори містять небезпечні та високотоксичні матеріали. Завдяки тривалому терміну служби батареї, літій-іонні акумулятори замінюються рідше, ніж свинцево-кислотні.

Додатково, вони легко одноразові, роблячи їх більш екологічними. Свинцево-кислотні акумулятори містять два дуже токсичні речовини, свинцевих пластин і кислоти, що може спричинити значну деградацію навколишнього середовища.

Забезпечення їх належної утилізації потребує багато грошей і часу, що робить літій-іонні акумулятори кращим вибором для установки акумуляторів, що призводить до високого попиту з боку виробників електроніки та електромобілів.

1- Сонячні елементи

В останні роки, люди виявляли дедалі більше турботи про землю, і все більше людей обирають відновлювані джерела енергії у своїх будинках і офісах. В результаті, сонячні батареї зараз популярні як ніколи. Найкраще мати акумулятор великої ємності, щоб зберігати електроенергію, вироблену сонячними панелями, для подальшого використання.

Акумуляторні блоки з кількома акумуляторними елементами можуть добре виконувати цю функцію. Порівняно зі свинцево-кислотними акумуляторами такого ж розміру, Літій-іонні батареї мають більш високу швидкість заряджання та більшу глибину розряду, забезпечення більш високої енергоефективності протягом більш тривалого періоду.

2- Електромобілі

Загалом, очікується, що тип батареї, необхідний для електромобілів, буде легким і кращим за продуктивністю. Перевага віддається літій-іонним батареям через їх швидкий час заряджання та здатність забезпечувати постійну потужність протягом циклу розряду.

Жоден інший тип акумулятора в галузі електромобілів не може зрівнятися з ними в цьому відношенні. Це робить літій-іонні акумулятори номером один типом акумуляторів на ринку електромобілів.

3- Електричні атракціони

Подорожувати на електричних атракціонах, таких як електричні скутери та електричні скейтборди, не складно, якщо у вас є літій-іонні акумулятори. Літій-іонні акумулятори мають чотири елементи, кожен виробляє 3,2 В. Можна паралельно підключити чотири додаткові акумулятори, дає більше заряду акумулятора.

Висока щільність енергії літій-іонних акумуляторів означає, що ви можете довше їздити з обраним електромобілем, не турбуючись про це. Ще одна перевага літій-іонних акумуляторів для електричних атракціонів полягає в тому, що вони можуть тримати заряд протягом тривалого часу. Свинцево-кислотні акумулятори не мають цих характеристик, що робить їх непридатними для використання в електричних атракціонах.