סוללות עופרת-חומצה וסוללות ליתיום
1. סוללות עופרת-חומצה
1.1 מה זה סוללות חומצות עופרת?
● סוללת חומצת עופרת היא סוללת אחסון שהאלקטרודות שלה עשויות בעיקרעוֹפֶרֶתוזהתחמוצות, ואשר האלקטרוליט שלו הואתמיסת חומצה גופרתית.
● המתח הנומינלי של סוללת חומצת עופרת יחידה הוא2.0V, אשר ניתן לשחרר ל- 1.5 וולט ונטען ל- 2.4 וולט.
● ביישומים,6 תא יחידסוללות עופרת-חומצה מחוברות לרוב בסדרה ליצירת נומינליות12Vסוללת עופרת-חומצה.
1.2 מבנה סוללה של חומצת עופרת

● במצב הפריקה של סוללות חומצת עופרת, המרכיב העיקרי באלקטרודה החיובית הוא דו תחמוצת עופרת, והזרם זורם מהאלקטרודה החיובית לאלקטרודה השלילית, והרכיב העיקרי באלקטרודה השלילית הוא עופרת.
● במצב המטען של סוללות חומצת עופרת, המרכיבים העיקריים של האלקטרודות החיוביות והשליליות הם גופרת עופרת, והזרם זורם מהאלקטרודה החיובית לאלקטרודה השלילית.
●סוללות גרפן: תוספים מוליכים גרפןמתווספים לחומרי האלקטרודה החיוביים והשליליים,חומרי אלקטרודה מורכבים גרפןמתווספים לאלקטרודה החיובית, ושכבות פונקציונליות גרפןמתווספים לשכבות המוליכות.
1.3 מה מייצג המידע בתעודה?
●6-DZF-20:6 פירושו שיש6 רשתות, לכל רשת יש מתח של2V, והמתח המחובר בסדרה הוא 12 וולט, ו 20 פירושו שלסוללה יש יכולת של20ah.
● D (חשמלי), Z (בסיוע כוח), F (סוללה ללא תחזוקה מוסדרת על ידי שסתום).
●DZM:D (חשמלי), Z (רכב בסיוע כוח), M (סוללה אטומה ללא תחזוקה).
●EVF:EV (רכב סוללה), F (סוללה ללא תחזוקה מוסדרת על ידי שסתום).
1.4 ההבדל בין שסתום מבוקר לאטום
●סוללה ללא תחזוקה מוסדרת על ידי שסתום:אין צורך להוסיף מים או חומצה לתחזוקה, הסוללה עצמה היא מבנה אטום,אין דליפת חומצה או ערפל חומצה, עם בטיחות חד כיווניתשסתום פליטה, כאשר הגז הפנימי עולה על ערך מסוים, שסתום הפליטה נפתח אוטומטית כדי למצות את הגז
●סוללת חומצת עופרת אטומה ללא תחזוקה:הסוללה כולה היאסגור לחלוטין (תגובת הרדוקס של הסוללה מופצת בתוך הקליפה האטומה), כך שלסוללה נטולת התחזוקה אין הצפת "גז מזיק"
2. סוללות ליתיום
2.1 מה זה סוללות ליתיום?
● סוללות ליתיום הן סוג של סוללה שמשתמשתליתיום מתכת or סגסוגת ליתיוםכחומרי אלקטרודה חיוביים/שליליים ומשתמשת בפתרונות אלקטרוליטים לא מימיים. (מלחי ליתיום וממסים אורגניים)
2.2 סיווג סוללות ליתיום
●ניתן לחלק בערך סוללות ליתיום לשתי קטגוריות: סוללות מתכת ליתיום וסוללות ליתיום יוןו סוללות ליתיום יון עדיפות על סוללות מתכת ליתיום מבחינת בטיחות, קיבולת ספציפית, קצב פריקה עצמית ויחס מחיר ביצועים.
● בשל דרישות טכנולוגיות גבוהות משלה, רק חברות במדינות בודדות מייצרות סוג זה של סוללת ליתיום מתכת.
2.3 סוללת ליתיום יון
חומרי אלקטרודה חיוביים | מתח נומינלי | צפיפות אנרגיה | חיי מחזור | עֲלוּת | בִּטָחוֹן | זמני מחזור | טמפרטורת הפעלה רגילה |
תחמוצת ליתיום קובלט (LCO) | 3.7V | בֵּינוֹנִי | נָמוּך | גָבוֹהַ | נָמוּך | ≥500 300-500 | ליתיום ברזל פוספט: -20 ℃ ~ 65 ℃ ליתיום טרנרי: -20 ℃ ~ 45 ℃סוללות ליתיום טרנריות יעילות יותר מאשר פוספט ליתיום ברזל בטמפרטורות נמוכות, אך אינן עמידות לטמפרטורות גבוהות כמו פוספט ליתיום ברזל. עם זאת, זה תלוי בתנאים הספציפיים של כל מפעל סוללות. |
תחמוצת ליתיום מנגן (LMO) | 3.6V | נָמוּך | בֵּינוֹנִי | נָמוּך | בֵּינוֹנִי | ≥500 800-1000 | |
תחמוצת ניקל ליתיום (LNO) | 3.6V | גָבוֹהַ | נָמוּך | גָבוֹהַ | נָמוּך | אין נתונים | |
ליתיום ברזל פוספט (LFP) | 3.2V | בֵּינוֹנִי | גָבוֹהַ | נָמוּך | גָבוֹהַ | 1200-1500 | |
אלומיניום ניקל קובלט (NCA) | 3.6V | גָבוֹהַ | בֵּינוֹנִי | בֵּינוֹנִי | נָמוּך | ≥500 800-1200 | |
ניקל קובלט מנגן (NCM) | 3.6V | גָבוֹהַ | גָבוֹהַ | בֵּינוֹנִי | נָמוּך | ≥1000 800-1200 |
●חומרי אלקטרודה שליליים:גרפיט משמש לרוב. בנוסף, ניתן להשתמש במתכת ליתיום, סגסוגת ליתיום, אלקטרודה שלילית סיליקון-פחמן, חומרי אלקטרודה שליליים תחמוצת וכו '.
● בהשוואה, ליתיום ברזל פוספט הוא חומר האלקטרודה החיובי החסכוני ביותר.
2.4 סיווג צורת סוללת ליתיום-יון

סוללת ליתיום-יון גלילית

סוללת לי-יון פריזמטית

כפתור סוללת ליתיום יון

סוללת ליתיום-יון בצורת מיוחד

סוללת אריזה רכה
● צורות נפוצות המשמשות לסוללות רכב חשמלי:חבילה גלילית ורכה
● סוללת ליתיום גלילית:
● יתרונות: טכנולוגיה בוגרת, עלות נמוכה, אנרגיה יחידה קטנה, קלה לשליטה, פיזור חום טוב
● חסרונות:מספר גדול של חבילות סוללות, משקל כבד יחסית, צפיפות אנרגיה נמוכה מעט יותר
● סוללת ליתיום של חפיסה רכה:
● יתרונות: שיטת ייצור המונחת על ידי צפיפות אנרגיה דקה יותר, קלה יותר, גבוהה יותר, וריאציות נוספות בעת יצירת חבילת סוללה
● חסרונות:הביצועים הכוללים הירודים של חבילת הסוללה (עקביות), שאינם עמידים לטמפרטורות גבוהות, לא קלות לתקן, עלות גבוהה
● איזו צורה עדיפה לסוללות ליתיום? למעשה, אין תשובה מוחלטת, זה בעיקר תלוי בביקוש
● אם אתה רוצה עלות נמוכה וביצועים כוללים טובים: סוללת ליתיום גלילית> סוללת ליתיום חפיסה רכה
● אם אתה רוצה גודל קטן, אור, צפיפות אנרגיה גבוהה: סוללת ליתיום רכה> סוללת ליתיום גלילית
2.5 מבנה סוללות ליתיום

● 18650: 18 מ"מ מציין את קוטר הסוללה, 65 מ"מ מציין את גובה הסוללה, 0 מציין צורה גליליתוכן הלאה
● חישוב סוללת ליתיום 12v20ah: נניח שהמתח הנומינלי של סוללה 18650 הוא 3.7 וולט (4.2 וולט כאשר הוא טעון במלואו) והקיבולת היא 2000ah (2ah)
● כדי לקבל 12 וולט, אתה צריך 3 סוללות 18650 (12/3.7≈3)
● כדי לקבל 20AH, 20/2 = 10, אתה זקוק ל -10 קבוצות של סוללות, כל אחת עם 3 12 וולט.
● 3 בסדרה הוא 12V, 10 במקביל הוא 20AH, כלומר 12V20AH (בסך הכל נדרשים 30 18650 תאים)
● בעת פריקה, הזרם זורם מהאלקטרודה השלילית לאלקטרודה החיובית
● בעת טעינה, הזרם זורם מהאלקטרודה החיובית לאלקטרודה השלילית
3. השוואה בין סוללת ליתיום, סוללת חומצת עופרת וסוללת גרפן
השוואה | סוללת ליתיום | סוללת עופרת-חומצה | סוללת גרפן |
מְחִיר | גָבוֹהַ | נָמוּך | בֵּינוֹנִי |
גורם בטיחות | נָמוּך | גָבוֹהַ | גבוה יחסית |
נפח ומשקל | גודל קטן, משקל קל | גודל גדול ומשקל כבד | נפח גדול, כבד יותר מאשר סוללה חומצת עופרת |
חיי סוללה | גָבוֹהַ | נוֹרמָלִי | סוללה גבוהה יותר מאשר חומצת עופרת, נמוכה יותר מסוללת ליתיום |
תוחלת חיים | 4 שנים (ליתיום טרנרי: 800-1200 פעמים ליתיום ברזל פוספט: 1200-1500 פעמים) | 3 שנים (3-500 פעמים) | 3 שנים (> 500 פעמים) |
הִטַלטְלוּת | גמיש וקל לנשיאה | לא ניתן לחייב | לא ניתן לחייב |
לְתַקֵן | לא ניתן לתיקון | ניתן לתיקון | ניתן לתיקון |
● אין תשובה מוחלטת לאיזו סוללה טובה יותר לרכבים חשמליים. זה תלוי בעיקר בביקוש לסוללות.
● מבחינת חיי הסוללה וחיים: סוללת ליתיום> גרפן> חומצה עופרת.
● מבחינת מחיר וגורם בטיחות: חומצת עופרת> גרפן> סוללת ליתיום.
● מבחינת הניידות: סוללת ליתיום> חומצת עופרת = גרפן.
4. תעודות הקשורות לסוללה
● סוללת חומצת עופרת: אם סוללת חומצת ההובלה מעבירה את הבדיקות הרטט, הפרש הלחץ ובדיקות הטמפרטורה של 55 מעלות צלזיוס, היא יכולה להיות פטורה מהובלת מטען רגילה. אם זה לא עובר את שלושת הבדיקות, הוא מסווג כקטגוריה מסוכנת 8 (חומרים מאכלים)
● תעודות נפוצות כוללות:
●הסמכה להובלה בטוחה של מוצרים כימיים(הובלת אוויר/ים);
●MSDS(גיליון נתוני בטיחות חומרים);
● סוללת ליתיום: מסווגת כ- Class 9 ייצוא סחורות מסוכנות
● תעודות נפוצות כוללות: סוללות ליתיום הן בדרך כלל UN38.3, UN3480, UN3481 ו- UN3171, תעודת חבילת מוצרים מסוכנת, דו"ח הובלה בתנאי הובלה.
●UN38.3דוח בדיקת בטיחות
●UN3480חבילת סוללות ליתיום-יון
●UN3481סוללת ליתיום-יון המותקנת בציוד או בסוללה וציוד אלקטרוני ליתיום ארוז יחד (ארון מוצרים מסוכנים)
●UN3171רכב מונע סוללה או ציוד המונע על סוללה (סוללה מונחת ברכב, אותו ארון מוצרים מסוכן)
5. בעיות סוללה
● סוללות עופרת-חומצה משמשות במשך זמן רב, וחיבורי המתכת בתוך הסוללה מועדים לשבירה, וגורמים למעגלים קצרים ולבילה ספונטנית. סוללות ליתיום עוברות את חיי השירות, וליבת הסוללה מזדקנת ודולפת, מה שיכול לגרום בקלות למעגלים קצרים וטמפרטורות גבוהות.

סוללות עופרת-חומצה

סוללת ליתיום
● שינוי לא מורשה: משתמשים משנים את מעגל הסוללה ללא הרשאה, המשפיע על ביצועי הבטיחות של מעגל החשמל של הרכב. שינוי לא תקין גורם להעמסת יתר של מעגל הרכב, עמוס יתר, חימום וקצר.

סוללות עופרת-חומצה

סוללת ליתיום
● כשל מטען. אם המטען נשאר במכונית זמן רב ומייגעים, קל לגרום לקבלים ולנגדים במטען להשתחרר, מה שיכול להוביל בקלות לטעינת יתר של הסוללה. נטילת המטען הלא נכון יכולה גם לגרום לטעינת יתר.

● אופניים חשמליים נחשפים לשמש. בקיץ הטמפרטורה גבוהה והיא אינה מתאימה לחנות אופניים חשמליים בחוץ בשמש. הטמפרטורה בתוך הסוללה תמשיך לעלות. אם תטען את הסוללה מיד לאחר שתחזור הביתה מהעבודה, הטמפרטורה בתוך הסוללה תמשיך לעלות. כאשר הוא מגיע לטמפרטורה הקריטית, קל להצית באופן ספונטני.

● אופנועים חשמליים ספוגים בקלות במים במהלך גשם כבד. לא ניתן להשתמש בסוללות ליתיום לאחר ספוג במים. יש לתקן רכבים חשמליים של סוללת עופרת חומצה בחנות תיקונים לאחר ספוג במים.

6. תחזוקה יומית ושימוש בסוללות ואחרים
● הימנע מהטעינת יתר וחיזוק יתר של הסוללה
טעינת יתר:באופן כללי, ערימות טעינה משמשות לטעינה בסין. כאשר הוא טעון במלואו, אספקת החשמל תתנתק אוטומטית. בעת טעינה במטען, הכוח ינותק אוטומטית כאשר הוא טעון במלואו. בנוסף למטענים רגילים ללא פונקציית ההפעלה המלאה, כאשר הם טעונים במלואם, הם ימשיכו לחייב בזרם קטן, אשר ישפיע על החיים במשך זמן רב;
גירוי יתר:בדרך כלל מומלץ לטעון את הסוללה כאשר נותר 20% כוח. טעינה עם הספק נמוך למשך זמן רב תגרום למתח התחתון של הסוללה, וייתכן שהיא לא תטען. זה צריך להיות מופעל שוב, וייתכן שהוא לא יופעל.
● הימנע משימוש בו בתנאי טמפרטורה גבוהים ונמוכים.טמפרטורה גבוהה תעצים את התגובה הכימית ותייצר חום רב. כאשר החום מגיע לערך קריטי מסוים, הוא יגרום לסוללה לשרוף ולהתפוצץ.
● הימנע מטעינה מהירה, מה שיגרום לשינויים במבנה הפנימי ובחוסר היציבות. במקביל, הסוללה תחמם ותשפיע על חיי הסוללה. על פי המאפיינים של סוללות ליתיום שונות, עבור סוללת תחמוצת ליתיום מנגן 20A, באמצעות מטען 5A ומטען 4A בתנאי שימוש זהים, שימוש במטען 5A יפחית את המחזור בערך 100 פעמים.
●אם הרכב החשמלי אינו משמש במשך זמן רב, נסה להטעין אותו פעם בשבוע או כל אחד 15 יוםו הסוללה החומצתית עצמה תצרוך כ- 0.5% מהכוח שלה בכל יום. זה יצרוך מהר יותר כאשר מותקן במכונית חדשה.
סוללות ליתיום יצרכו גם כוח. אם הסוללה לא נטענת במשך זמן רב, היא תהיה במצב של אובדן חשמל והסוללה עשויה להיות בלתי שמישה.
יש לטעון סוללה חדשה לגמרי שלא נפרקה100 יום.
●אם הסוללה שימשה במשך זמן רבזמן ובעל יעילות נמוכה, ניתן להוסיף את סוללת חומצת ההובלה עם אלקטרוליט או מים על ידי אנשי מקצוע כדי להמשיך לשמש לפרק זמן, אך בנסיבות רגילות, מומלץ להחליף את הסוללה החדשה ישירות. לסוללת הליתיום יעילות נמוכה ולא ניתן לתקן אותה. מומלץ להחליף את הסוללה החדשה ישירות.
●בעיית טעינה: על המטען להשתמש במודל תואםו 60 וולט לא יכול להטעין סוללות 48 וולט, 60 וולט חומצה עופרת לא יכולה להטעין סוללות ליתיום 60 וולט, ולא ניתן להשתמש במטענים של חומצת עופרת ומטעני סוללות ליתיום.
אם זמן הטעינה ארוך מהרגיל, מומלץ לנתק את כבל הטעינה ולהפסיק לטעון. שימו לב אם הסוללה מעוותת או פגומה.
●חיי סוללה = מתח × סוללה אמפר × מהירות ÷ כוח מנוע הנוסחה הזו אינה מתאימה לכל הדגמים, במיוחד דגמי מנוע בעלי עוצמה גבוהה. בשילוב נתוני השימוש של מרבית המשתמשים הנשים, השיטה היא כדלקמן:
סוללת ליתיום 48 וולט, 1A = 2.5 ק"מ, סוללת ליתיום 60 וולט, 1A = 3 ק"מ, סוללת ליתיום 72 וולט, 1A = 3.5 ק"מ, חומצת עופרת היא בערך 10% פחות מסוללת ליתיום.
סוללת 48 וולט יכולה לרוץ 2.5 ק"מ לאמפר (48V20A 20 × 2.5 = 50 ק"מ)
סוללה של 60 וולט יכולה לרוץ 3 ק"מ לאמפר (60V20A 20 × 3 = 60 ק"מ)
סוללה של 72 וולט יכולה לרוץ 3.5 ק"מ לאמפר (72V20A 20 × 3.5 = 70 ק"מ)
●קיבולת הסוללה/ה- A של המטען שווה לזמן הטעינה, זמן טעינה = קיבולת סוללה/מטען מספר, למשל 20A/4A = 5 שעות, אך מכיוון שיעילות הטעינה תהיה איטית יותר לאחר הטעינה ל 80% (הדופק יפחית את הזרם), כך שהוא נכתב בדרך כלל כ 5-6 שעות או 6-7 שעות (לביטוח)