بطاريات حمض الرصاص وبطاريات الليثيوم
1. بطاريات حمض الرصاص
1.1 ما هي البطاريات الحمودية الرصاصية؟
● بطارية حمض الرصاص هي بطارية تخزين مصنوعة بشكل أساسييقودوأكاسيدوالذي هو المنحل بالكهرباءمحلول حمض الكبريتيك.
● الجهد الاسمي لبطارية حمض خلية واحدة2.0V، والتي يمكن تصريفها إلى 1.5 فولت وتوجيه الشحن إلى 2.4 فولت.
● في التطبيقات ،6 خلايا واحدةغالبًا ما يتم توصيل بطاريات حمض الرصاص في سلسلة لتشكيل اسمي12 فولتبطارية حمض الرصاص.
1.2 هيكل بطارية حمض الرصاص
● في حالة التفريغ لبطاريات حمض الرصاص ، يكون المكون الرئيسي للقطب الإيجابي هو ثاني أكسيد الرصاص ، ويتدفق التيار من القطب الإيجابي إلى القطب السلبي ، والمكون الرئيسي للقطب السلبي هو الرصاص.
● في حالة شحنة بطاريات حمض الرصاص ، تكون المكونات الرئيسية للأقطاب الإيجابية والسلبية هي كبريتات الرصاص ، ويتدفق التيار من القطب الإيجابي إلى القطب السلبي.
●بطاريات الجرافين: إضافات موصلة الجرافينتضاف إلى مواد القطب الإيجابي والسلبي ،مواد قطب كهربائي مركب الجرافينتضاف إلى القطب الإيجابي ، والطبقات الوظيفية الجرافينتضاف إلى الطبقات الموصلة.
1.3 ماذا تمثل المعلومات الموجودة على الشهادة؟
●6-DZF-20:6 يعني أن هناك6 شبكات، كل شبكة لديها جهد من2V، والجهد المتصل في السلسلة هو 12 فولت ، و 20 يعني أن البطارية لديها سعة20ah.
● D (Electric) ، Z (بمساعدة الطاقة) ، F (بطارية خالية من الصيانة الخالية من الصمامات).
●DZM:D (Electric) ، Z (مركبة بمساعدة الطاقة) ، M (بطارية خالية من الصيانة مختومة).
●EVF:EV (بطارية مركبة) ، F (بطارية خالية من الصيانة خالية من الصمام).
1.4 الفرق بين الصمام يتحكم فيه ومختومة
●بطارية خالية من الصيانة خالية من الصمام:لا حاجة لإضافة الماء أو الحمض للصيانة ، والبطارية نفسها هي بنية مغلقة ،لا يوجد تسرب حمض أو ضباب حمض، مع سلامة في اتجاه واحدصمام العادم، عندما يتجاوز الغاز الداخلي قيمة معينة ، يفتح صمام العادم تلقائيًا لاستنفاد الغاز
●بطارية محمومة من حمامات الرصاص الخالية من الصيانة:البطارية بأكملهامغلق بالكامل (يتم تداول تفاعل الأكسدة في البطارية داخل القشرة المختومة) ، وبالتالي فإن البطارية الخالية من الصيانة لا تحتوي على فائض "غاز ضار"
2. بطاريات الليثيوم
2.1 ما هي بطاريات الليثيوم؟
● بطاريات الليثيوم هي نوع من البطارية التي تستخدمالمعدن الليثيوم or سبيكة الليثيومكمواد كهربائية إيجابية/سلبية وتستخدم حلول كهربائية غير مائية. (أملاح الليثيوم والمذيبات العضوية)
2.2 تصنيف بطارية الليثيوم
●يمكن تقسيم بطاريات الليثيوم تقريبًا إلى فئتين: البطاريات المعدنية الليثيوم وبطاريات ليثيوم أيون. بطاريات ليثيوم أيون متفوقة على بطاريات الليثيوم المعدنية من حيث السلامة ، والسعة المحددة ، ومعدل التفريغ الذاتي ، ونسبة سعر الأداء.
● نظرًا للمتطلبات التكنولوجية العالية الخاصة بها ، فإن الشركات فقط في عدد قليل من البلدان تنتج هذا النوع من بطارية الليثيوم المعدنية.
2.3 بطارية ليثيوم أيون
| مواد القطب الإيجابي | الجهد الاسمي | كثافة الطاقة | الحياة | يكلف | حماية | أوقات الدورة | درجة حرارة التشغيل العادية |
| أكسيد الكوبالت الليثيوم (LCO) | 3.7 فولت | واسطة | قليل | عالي | قليل | ≥500 300-500 | فوسفات الحديد الليثيوم: -20 ℃ ~ 65 ℃ الليثيوم الثلاثية: -20 ℃ ~ 45 ℃تعتبر بطاريات الليثيوم الثلاثية أكثر كفاءة من فوسفات الحديد الليثيوم في درجات حرارة منخفضة ، ولكنها ليست مقاومة لدرجات حرارة عالية مثل فوسفات الحديد الليثيوم. ومع ذلك ، فإن هذا يعتمد على الظروف المحددة لكل مصنع بطارية. |
| أكسيد المنغنيز الليثيوم (LMO) | 3.6V | قليل | واسطة | قليل | واسطة | ≥500 800-1000 | |
| أكسيد النيكل الليثيوم (LNO) | 3.6V | عالي | قليل | عالي | قليل | لا توجد بيانات | |
| فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) | 3.2v | واسطة | عالي | قليل | عالي | 1200-1500 | |
| ألومنيوم الكوبالت النيكل (NCA) | 3.6V | عالي | واسطة | واسطة | قليل | ≥500 800-1200 | |
| المنغنيز الكوبالت النيكل (NCM) | 3.6V | عالي | عالي | واسطة | قليل | ≥1000 800-1200 |
●مواد القطب السلبي:يتم استخدام الجرافيت في الغالب. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا استخدام المعادن الليثيوم وسبائك الليثيوم والقطب السلبي للسيليكون والكربون ومواد القطب السلبي لأكسيد ، وما إلى ذلك.
● بالمقارنة ، فإن فوسفات الحديد الليثيوم هو المواد الإلكترود الإيجابية الأكثر فعالية من حيث التكلفة.
2.4 تصنيف شكل بطارية الليثيوم أيون
بطارية ليثيوم أيون أسطوانية
بطارية Li-ion المنشرية
زر بطارية ليثيوم أيون
بطارية ليثيوم أيون على شكل خاص
بطارية حزمة ناعمة
● الأشكال الشائعة المستخدمة لبطاريات المركبات الكهربائية:أسطواني وليخمة
● بطارية الليثيوم الأسطواني:
● المزايا: التكنولوجيا الناضجة ، التكلفة المنخفضة ، طاقة واحدة صغيرة ، سهلة التحكم ، تبديد الحرارة الجيد
● العيوب:عدد كبير من حزم البطارية ، والوزن الثقيل نسبيا ، وكثافة الطاقة أقل قليلاً
● بطارية الليثيوم الناعمة:
● المزايا: طريقة التصنيع المتراكبة ، أرق ، أخف وزنا ، كثافة طاقة أعلى ، المزيد من الاختلافات عند تكوين حزمة بطارية
● العيوب:الأداء الكلي الضعيف لحزمة البطارية (الاتساق) ، وليس مقاومًا لدرجات الحرارة المرتفعة ، وليس من السهل توحيد التكلفة العالية
● ما هو الشكل الأفضل لبطاريات الليثيوم؟ في الواقع ، لا توجد إجابة مطلقة ، فهي تعتمد بشكل أساسي على الطلب
● إذا كنت تريد التكلفة المنخفضة والأداء الكلي الجيد: بطارية الليثيوم الأسطوانية> بطارية الليثيوم الناعمة
● إذا كنت تريد الحجم الصغير ، والضوء ، وكثافة الطاقة العالية: بطارية الليثيوم الناعمة> بطارية الليثيوم الأسطواني
2.5 هيكل بطارية الليثيوم
● 18650: 18 ملم يشير إلى قطر البطارية ، 65 ملم يشير إلى ارتفاع البطارية ، 0 يشير إلى شكل أسطوانيوما إلى ذلك
● حساب بطارية الليثيوم 12v20ah: افترض أن الجهد الاسمي لبطارية 18650 هو 3.7 فولت (4.2 فولت عند الشحن بالكامل) والقدرة هي 2000ah (2AH)
● للحصول على 12 فولت ، تحتاج إلى 3 بطاريات 18650 (12/3.7≈3)
● للحصول على 20AH ، 20/2 = 10 ، تحتاج إلى 10 مجموعات من البطاريات ، لكل منها 3 12 فولت.
● 3 في السلسلة هي 12 فولت ، 10 بالتوازي هو 20AH ، أي 12V20AH (ما مجموعه 30 خلية 18650 مطلوبة)
● عند التفريغ ، يتدفق التيار من القطب السلبي إلى القطب الإيجابي
● عند الشحن ، يتدفق التيار من القطب الإيجابي إلى القطب السلبي
3. المقارنة بين بطارية الليثيوم وبطارية حمض الرصاص وبطارية الجرافين
| مقارنة | بطارية الليثيوم | بطارية حمض الرصاص | بطارية الجرافين |
| سعر | عالي | قليل | واسطة |
| عامل السلامة | قليل | عالي | مرتفع نسبيا |
| الحجم والوزن | الحجم الصغير ، الوزن الخفيف | حجم كبير ووزن شديد | حجم كبير ، أثقل من بطارية حمض الرصاص |
| عمر البطارية | عالي | طبيعي | أعلى من بطارية حمض الرصاص ، أقل من بطارية الليثيوم |
| عمر | 4 سنوات (الليثيوم الثلاثية: 800-1200 مرة فوسفات الحديد الليثيوم: 1200-1500 مرة) | 3 سنوات (3-500 مرة) | 3 سنوات (> 500 مرة) |
| قابلية النقل | مرنة وسهلة حملها | لا يمكن شحنها | لا يمكن شحنها |
| بصلح | غير قابل للإصلاح | قابلة للإصلاح | قابلة للإصلاح |
● لا توجد إجابة مطلقة تكون البطارية أفضل للسيارات الكهربائية. يعتمد ذلك بشكل أساسي على الطلب على البطاريات.
● من حيث عمر البطارية والحياة: بطارية الليثيوم> الجرافين> حمض الرصاص.
● من حيث عامل الأسعار وعامل السلامة: حمض الرصاص> الجرافين> بطارية الليثيوم.
● من حيث قابلية النقل: بطارية الليثيوم> حمض الرصاص = الجرافين.
4. شهادات البطارية ذات الصلة
● بطارية حمض الرصاص: إذا اجتازت بطارية الحمود الرصاصية الاهتزاز وفرق الضغط واختبارات درجة الحرارة 55 درجة مئوية ، فيمكن إعفاءها من نقل الشحن العادي. إذا لم يجتاز الاختبارات الثلاثة ، فسيتم تصنيفها على أنها خطيرة من الفئة 8 (المواد المسببة للتآكل)
● تشمل الشهادات الشائعة:
●شهادة النقل الآمن للسلع الكيميائية(النقل الجوي/البحر) ؛
●MSDS(ورقة بيانات سلامة المواد) ؛
● بطارية الليثيوم: مصنفة على أنها فئة 9 تصدير البضائع الخطرة
● تشمل الشهادات الشائعة: بطاريات الليثيوم عادةً ما تكون UN38.3 و UN3480 و UN3481 و UN3171 ، شهادة حزمة البضائع الخطرة ، تقرير تقييم شروط الشحن
●UN38.3تقرير تفتيش السلامة
●UN3480حزمة بطارية الليثيوم أيون
●UN3481بطارية الليثيوم أيون مثبتة في المعدات أو البطارية الإلكترونية الليثيوم والمعدات المعبأة معًا (نفس خزانة البضائع الخطرة)
●UN3171السيارة التي تعمل بالبطارية أو المعدات التي تعمل بالبطارية (وضعت بطارية في السيارة ، نفس خزانة البضائع الخطرة)
5. مشكلات البطارية
● يتم استخدام بطاريات حمض الرصاص لفترة طويلة ، وتكون الاتصالات المعدنية داخل البطارية عرضة للكسر ، مما يسبب دوائر قصيرة والاحتراق التلقائي. بطاريات الليثيوم تتجاوز عمر الخدمة ، ويكون قلب البطارية شيخوخة وتسرب ، مما قد يتسبب بسهولة في دوائر قصيرة ودرجات حرارة عالية.
بطاريات حمض الرصاص
بطارية الليثيوم
● تعديل غير مصرح به: يعدل المستخدمون دائرة البطارية دون إذن ، مما يؤثر على أداء السلامة للدائرة الكهربائية للمركبة. يؤدي التعديل غير السليم إلى أن تكون دائرة السيارة مثقلة ، وتزدادها ، وتسخينها ، وقصيرة الدائرة.
بطاريات حمض الرصاص
بطارية الليثيوم
● فشل الشاحن. إذا تم ترك الشاحن في السيارة لفترة طويلة وتهتز ، فمن السهل التسبب في تخفيف المكثفات والمقاومات في الشاحن ، مما قد يؤدي بسهولة إلى زيادة الشحن للبطارية. أخذ الشاحن الخاطئ يمكن أن يسبب الشحن الزائد.
● تعرض الدراجات الكهربائية للشمس. في فصل الصيف ، تكون درجة الحرارة مرتفعة وهي غير مناسبة لإيقاف الدراجات الكهربائية في الخارج تحت أشعة الشمس. ستستمر درجة الحرارة داخل البطارية في الارتفاع. إذا قمت بشحن البطارية فورًا بعد الوصول إلى المنزل من العمل ، فستستمر درجة الحرارة داخل البطارية في الارتفاع. عندما تصل إلى درجة الحرارة الحرجة ، يكون من السهل إشعالها تلقائيًا.
● يتم غمر الدراجات النارية الكهربائية بسهولة في الماء أثناء الأمطار الغزيرة. لا يمكن استخدام بطاريات الليثيوم بعد أن غارقة في الماء. يجب إصلاح المركبات الكهربائية للبطارية المحمومة في متجر للإصلاح بعد أن غمرت في الماء.
6. الصيانة اليومية واستخدام البطاريات وغيرها
● تجنب الإفراط في الشحن وإفراط في الشحن للبطارية
الشحن الزائد:بشكل عام ، يتم استخدام أكوام شحن الشحن في الصين. عند الشحن بالكامل ، سيتم فصل مصدر الطاقة تلقائيًا. عند الشحن مع شاحن ، سيتم فصل الطاقة تلقائيًا عند الشحن بالكامل. بالإضافة إلى أجهزة الشحن العادية دون وظيفة توليد الطاقة الكاملة ، عند شحنها بالكامل ، ستستمر في الشحن بتيار صغير ، مما سيؤثر على الحياة لفترة طويلة ؛
الإفراط في الشحن:يوصى عمومًا بشحن البطارية عندما يكون هناك 20 ٪ من الطاقة اليسار. سيؤدي الشحن باستخدام الطاقة المنخفضة لفترة طويلة إلى أن تكون البطارية أقل من الجهد ، وقد لا يتم شحنها. يجب تنشيطه مرة أخرى ، وقد لا يتم تنشيطه.
● تجنب استخدامه في ظروف درجات الحرارة العالية والمنخفضة.سوف درجة الحرارة المرتفعة تكثف التفاعل الكيميائي وتوليد الكثير من الحرارة. عندما تصل الحرارة إلى قيمة حرجة معينة ، فإنها ستؤدي إلى حرق البطارية وانفجارها.
● تجنب الشحن السريع، والتي سوف تسبب تغييرات في الهيكل الداخلي وعدم الاستقرار. في الوقت نفسه ، ستقوم البطارية بتسخينها وتؤثر على عمر البطارية. وفقًا لخصائص بطاريات الليثيوم المختلفة ، بالنسبة لبطارية أكسيد المنغنيز في الليثيوم 20A ، فإن باستخدام شاحن 5A وشاحن 4A في ظل نفس ظروف الاستخدام ، فإن استخدام شاحن 5A سيقلل من الدورة بنحو 100 مرة.
●إذا لم يتم استخدام السيارة الكهربائية لفترة طويلة ، فحاول شحنها مرة واحدة في الأسبوع أو كل 15 يومًا. ستستهلك بطارية الحمضات الرصاص نفسها حوالي 0.5 ٪ من طاقتها كل يوم. سوف تستهلك بشكل أسرع عند تثبيته على سيارة جديدة.
سوف تستهلك بطاريات الليثيوم الطاقة. إذا لم يتم شحن البطارية لفترة طويلة ، فستكون في حالة فقدان الطاقة وقد تكون البطارية غير صالحة للاستعمال.
تحتاج بطارية جديدة لم يتم تفريغها مرة واحدة100 يوم.
●إذا تم استخدام البطارية لفترة طويلةالوقت ولديه كفاءة منخفضة ، يمكن إضافة بطارية حمض الرصاص مع المنحل بالكهرباء أو الماء من قبل المحترفين للاستمرار في استخدامها لفترة من الوقت ، ولكن في ظل الظروف العادية ، يوصى باستبدال البطارية الجديدة مباشرة. بطارية الليثيوم لها كفاءة منخفضة ولا يمكن إصلاحها. يوصى باستبدال البطارية الجديدة مباشرة.
●مشكلة الشحن: يجب أن يستخدم الشاحن نموذج مطابقة. 60V لا يمكن شحن بطاريات 48 فولت ، ولا يمكن لـ 60 فولت حمض الرصاص شحن بطاريات ليثيوم 60 فولت ، ولا يمكن استخدام شواحن حمض الرصاص وأجهزة شحن بطارية الليثيوم بالتبادل.
إذا كان وقت الشحن أطول من المعتاد ، يوصى بفصل كابل الشحن والتوقف عن الشحن. انتبه إلى ما إذا كانت البطارية مشوهة أو تضررت.
●عمر البطارية = الجهد × البطارية أمبير × السرعة ÷ قوة المحرك هذه الصيغة غير مناسبة لجميع الطرز ، وخاصة الطرز المحرك عالية الطاقة. إلى جانب بيانات استخدام معظم المستخدمين ، فإن الطريقة هي كما يلي:
بطارية الليثيوم 48V ، 1A = 2.5 كم ، بطارية ليثيوم 60 فولت ، 1 أ = 3 كيلومتر ، بطارية ليثيوم 72 فولت ، 1 أ = 3.5 كيلومتر ، فإن حمض الرصاص أقل بحوالي 10 ٪ من بطارية الليثيوم.
يمكن تشغيل بطارية 48 فولت 2.5 كيلومتر لكل أمبير (48V20A 20 × 2.5 = 50 كيلومترًا)
يمكن أن تعمل بطارية 60 فولت على 3 كيلومترات لكل أمبير (60V20a 20 × 3 = 60 كيلومترًا)
يمكن تشغيل بطارية 72 فولت 3.5 كيلومتر لكل أمبير (72V20a 20 × 3.5 = 70 كيلومترًا)
●قدرة البطارية/A للشاحن تساوي وقت الشحن، وقت الشحن = سعة البطارية/الشاحن رقم ، على سبيل المثال 20A/4A = 5 ساعات ، ولكن لأن كفاءة الشحن ستكون أبطأ بعد الشحن إلى 80 ٪ (سوف يقلل النبض الحالي) ، لذلك عادة ما يتم كتابته على أنه 5-6 ساعات أو 6 ساعات (للتأمين)
