Was ist der Unterschied zwischen Blei-Säure-Batterien und Lithium-Batterien?

Die Lithiumeisenphosphatbatterie bezieht sich auf eine Lithiumionenbatterie, die Lithiumeisenphosphat als positives Elektrodenmaterial verwendet. Die positiven Elektrodenmaterialien von Lithiumionenbatterien umfassen hauptsächlich Lithiumcobaltat, Lithiummanganat, Lithiumnickelat, ternäre Materialien, Lithiumeisenphosphat und dergleichen. Unter diesen ist Lithiumcobaltat das positive Elektrodenmaterial, das in den meisten Lithiumionenbatterien verwendet wird.

Ob ein Material Potenzial für die Anwendungsentwicklung hat und sich nicht nur auf seine Vorteile konzentriert, ist kritischer, ob das Material grundlegende Mängel aufweist.

Lithiumeisenphosphat wird in China häufig als positives Elektrodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien verwendet. Marktanalysten wie Regierungen, wissenschaftliche Forschungseinrichtungen, Unternehmen und sogar Wertpapierfirmen sehen dieses Material als Entwicklungsrichtung für Lithium-Ionen-Power-Batterien optimistisch. Die Analyse der Gründe hat hauptsächlich die folgenden zwei Punkte: Erstens verwendeten die US-amerikanischen Unternehmen Valence und A123 aufgrund der Auswirkungen der US-amerikanischen Forschungs- und Entwicklungsrichtung zuerst Lithiumeisenphosphat als Kathodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien. Zweitens wurden keine Lithiummanganatmaterialien mit guten Hochtemperaturzyklus- und Lagereigenschaften zur Verwendung in Lithiumionenbatterien vom Leistungstyp hergestellt. Lithiumeisenphosphat weist jedoch auch grundlegende Mängel auf, die nicht ignoriert werden können. Es kommt auf folgende Punkte an:

1. Während des Sinterprozesses bei der Herstellung von Lithiumeisenphosphat wird Eisenoxid wahrscheinlich unter einer Hochtemperatur-Reduktionsatmosphäre zu elementarem Eisen reduziert. Elementares Eisen kann einen Mikrokurzschluss der Batterie verursachen, die die tabueste Substanz in der Batterie ist. Dies ist auch der Hauptgrund, warum Japan dieses Material nicht als positives Elektrodenmaterial für eine Lithium-Ionen-Batterie verwendet hat.

2. Lithiumeisenphosphat weist einige Leistungsmängel auf, wie z. B. eine geringe Klopfdichte und Verdichtungsdichte, was zu einer geringen Energiedichte von Lithiumionenbatterien führt. Die Leistung bei niedrigen Temperaturen ist schlecht, selbst wenn sie nanoskalig und kohlenstoffbeschichtet ist, löst sie dieses Problem nicht. Dr. Don Hillebrand, Direktor des Zentrums für Energiespeichersysteme am Argonne National Laboratory, sprach über die Niedertemperaturleistung von Lithiumeisenphosphatbatterien. Er benutzte schrecklich, um ihre Testergebnisse für Lithiumeisenphosphatbatterien zu beschreiben, die darauf hinweisen, dass Lithiumeisenphosphatbatterien eine niedrige Temperatur haben. (Unter 0 ° C) Es ist nicht möglich, ein Elektroauto zu fahren. Obwohl einige Hersteller behaupten, dass die Lithiumeisenphosphatbatterie bei niedrigen Temperaturen eine gute Kapazitätserhaltungsrate aufweist, handelt es sich um einen kleinen Entladestrom und eine niedrige Entladungs-Abschaltspannung. In dieser Situation kann das Gerät einfach nicht arbeiten.

3. Die Herstellungskosten des Materials und die Herstellungskosten der Batterie sind hoch, die Batterieausbeute ist gering und die Konsistenz ist schlecht. Die Nanokristallisation und Kohlenstoffbeschichtung von Lithiumeisenphosphat verbessert zwar die elektrochemische Leistung des Materials, bringt jedoch auch andere Probleme mit sich, wie eine Verringerung der Energiedichte, eine Erhöhung der Synthesekosten, eine schlechte Elektrodenverarbeitungsleistung und umweltschädliche Probleme. Obwohl die chemischen Elemente Li, Fe und P in Lithiumeisenphosphat reichlich vorhanden sind und die Kosten niedrig sind, sind die Kosten des hergestellten Lithiumeisenphosphatprodukts nicht niedrig, selbst wenn die vorherigen Forschungs- und Entwicklungskosten wegfallen, die Prozesskosten des Material ist höher. Die Kosten für die Vorbereitung der Batterie erhöhen die Kosten für die letzte Einheit der gespeicherten Energie.

4. Schlechte Produktkonsistenz. Derzeit gibt es keine inländische Fabrik für Lithiumeisenphosphat-Materialien, die dieses Problem lösen kann. Unter dem Gesichtspunkt der Materialherstellung ist die Synthesereaktion von Lithiumeisenphosphat eine komplexe heterogene Reaktion, die Festphasenphosphat, Eisenoxid und Lithiumsalz, einen Kohlenstoffvorläufer und eine reduzierende Gasphase aufweist. Bei diesem komplexen Reaktionsprozess ist es schwierig, die Konsistenz der Reaktion sicherzustellen.

5. Fragen des geistigen Eigentums. Die früheste Patentanmeldung für Lithiumeisenphosphat wurde am 25. Juni 1993 von FXMITTERMAIER & SOEHNEOHG (DE) erhalten, und die Ergebnisse der Anmeldung wurden am 19. August desselben Jahres veröffentlicht. Das Grundpatent für Lithiumeisenphosphat gehört der University of Texas, und das kohlenstoffbeschichtete Patent wird von Kanadiern eingereicht. Diese beiden Grundpatente können nicht umgangen werden. Wenn die Kosten des Patents berechnet werden, werden die Kosten des Produkts weiter erhöht.

Aufgrund der Erfahrung in Forschung, Entwicklung und Produktion von Lithium-Ionen-Batterien ist Japan das erste kommerzialisierte Land für Lithium-Ionen-Batterien und hat immer den High-End-Markt für Lithium-Ionen-Batterien besetzt. Obwohl die USA in einigen Grundlagenforschungen führend sind, gibt es noch keinen großen hersteller von lithium-ionen-batterien. Daher hat Japan modifiziertes Lithiummanganat als positives Elektrodenmaterial für Leistungslithiumionenbatterien gewählt. Auch in den USA werden Lithiumeisenphosphat und Lithiummanganat als Kathodenmaterialien für leistungsbasierte Lithiumionenbatterien verwendet, und die Bundesregierung unterstützt auch die Entwicklung dieser beiden Systeme. Angesichts der obigen Probleme von Lithiumeisenphosphat ist es schwierig, als positives Elektrodenmaterial für eine Leistungslithiumionenbatterie in Bereichen wie neuen Energiefahrzeugen weit verbreitet zu sein. Wenn es das Problem des Hochtemperaturzyklus und der schlechten Speicherleistung von Lithiummanganat mit seinen Vorteilen niedriger Kosten und hoher Ratenleistung lösen kann, hat es ein großes Potenzial bei der Anwendung von Lithium-Ionen-Leistungsbatterien.

1: Die Nennspannung ist unterschiedlich. Nennspannung der Blei-Säure-Batteriezelle: 2,0 V Lithiumbatterie Einzelnennspannung: 3,6 V.

2: Interne Materialien sind unterschiedlich. Die positiven und negativen Elektroden von Blei-Säure-Batterien sind Bleioxid, Bleimetall, Elektrolyt ist konzentriertes Lithiumsulfat. Die positiven und negativen Elektroden sind lithiumkobaltoxid / Lithiumeisenphosphat / Lithiummanganat, Graphit, organischer Elektrolyt.

3: Energie verschiedene Blei-Säure-Batterie 30WH / KG Lithiumbatterie 150WH / KG

4: Verschiedene Blei-Säure-Batterien zur Verwendung: Autostarter, Elektroautobatterie Lithiumbatterie: Mobiltelefon, Computer, Elektrowerkzeug, jetzt auch für Elektroautobatterien verwendet

5: Unterschiedliche elektrische Eigenschaften Die Blei-Säure-Batterie kann sich nicht mit einem großen Strom entladen, und die Batterie mit kurzer Lebensdauer kann sich mit einem großen Strom entladen und hat eine gute Lebensdauer.

Der andere Unterschied ist der folgende:

1. Haltbarkeit: Blei-Säure-Batterien laden sich im Allgemeinen innerhalb von 300 Mal tief auf, die Speichererwartung beträgt etwa zwei Jahre. Und in der Blei-Säure-Batterie befindet sich Flüssigkeit. Wenn nach einer gewissen Zeit festgestellt wird, dass der Akku heiß ist oder die Ladezeit kurz ist, muss die Flüssigkeit nachgefüllt werden. Die Lithiumbatterie hat eine starke Lebensdauer, einen langsamen Verbrauch, mehr als 500-maliges Laden und Entladen und keinen Speicher. Im Allgemeinen beträgt die Lebenserwartung 4-5 Jahre.

2. Volumen, Qualität: Das allgemeine Gewicht der Blei-Säure-Batterie beträgt 16-30 kg, das Volumen ist größer; Lithiumbatterie ist in der Regel 2,5-3 kg, das Volumen ist relativ klein, so dass die Fahrt leicht und leicht zu tragen ist.

3. Der Preis, Garantiezeit: Die derzeitige Standardbatterie auf dem Markt beträgt 48 Volt. Wenn sie ersetzt wird, beträgt die Garantiezeit 1 Jahr. Der Preis für Lithiumbatterien ist relativ teuer, benötigt etwa 1.000 Yuan, aber die Garantiezeit beträgt zwei Jahre.

4. Fahrkilometer: Die gleiche 48-Volt-Batterie kann bei voller Ladung 30 bis 40 km Blei-Säure-Batterien und Elektrofahrzeuge mit Lithiumbatterie zurücklegen. Die Drehzahl hängt hauptsächlich von der Größe des verwendeten Motors ab.

5. Batteriekapazität: Die Kapazität der Blei-Säure-Batterie beträgt ca. 20 Ampere; Die Kapazität der Lithiumbatterie beträgt 8-10 Ampere.

6. Umweltschutz: Blei-Säure-Batterien werden während des Produktionsprozesses verschmutzt. Wenn sie nicht ordnungsgemäß recycelt werden, können sie Umweltverschmutzung verursachen. Lithiumbatterien sind relativ grün.

1. Die durchschnittliche Spannung der Blei-Säure-Batteriezelle beträgt 2 V und die durchschnittliche Spannung der Einzelzellen-Lithiumbatterie beträgt 3,7 V;

2. Aufgrund unterschiedlicher Materialien ist die Aktivität von Blei-Säure-Batterien nicht so hoch wie die von Lithium-Batterien. Die Kapazität von Lithium-Batterien bei gleichem Volumen ist größer als die von Blei-Säure-Batterien. (Blei-Säure-Batterien sind sperrig)

3. Die Plattform der Lithiumbatterie ist mit Blei-Säure-Batterien nicht stabil.

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