Baterias de chumbo-ácido e baterias de lítio
1. Baterias de chumbo-ácido
1.1 O que são baterias de chumbo-ácido?
● Bateria de chumbo-ácido é uma bateria de armazenamento cujos eletrodos são feitos principalmente deliderare os seusóxidos, e cujo eletrólito ésolução de ácido sulfúrico.
● A tensão nominal de uma bateria de chumbo-ácido de célula única é2,0 V, que pode ser descarregado para 1,5 V e carregado para 2,4 V.
● Em aplicativos,6 unicelularbaterias de chumbo-ácido são frequentemente conectadas em série para formar uma12Vbateria de chumbo ácido.
1.2 Estrutura da bateria de chumbo-ácido
● No estado de descarga das baterias de chumbo-ácido, o principal componente do eletrodo positivo é o dióxido de chumbo, e a corrente flui do eletrodo positivo para o eletrodo negativo, e o principal componente do eletrodo negativo é o chumbo.
● No estado de carga das baterias de chumbo-ácido, os principais componentes dos eletrodos positivos e negativos são o sulfato de chumbo, e a corrente flui do eletrodo positivo para o eletrodo negativo.
●Baterias de grafeno: aditivos condutores de grafenosão adicionados aos materiais do eletrodo positivo e negativo,materiais de eletrodo composto de grafenosão adicionados ao eletrodo positivo, ecamadas funcionais de grafenosão adicionados às camadas condutoras.
1.3 O que representam as informações do certificado?
●6-DZF-20:6 significa que há6 grades, cada rede tem uma tensão de2V, e a tensão conectada em série é 12V e 20 significa que a bateria tem capacidade de20H.
● D (elétrica), Z (assistida), F (bateria livre de manutenção regulada por válvula).
●DZM:D (elétrico), Z (veículo assistido), M (bateria selada e livre de manutenção).
●FEV:EV (veículo a bateria), F (bateria livre de manutenção regulada por válvula).
1.4 A diferença entre válvula controlada e selada
●Bateria livre de manutenção regulada por válvula:não há necessidade de adicionar água ou ácido para manutenção, a bateria em si é uma estrutura selada,sem vazamento de ácido ou névoa ácida, com segurança unidirecionalválvula de escape, quando o gás interno excede um determinado valor, a válvula de escape abre automaticamente para exaurir o gás
●Bateria de chumbo-ácido selada e livre de manutenção:toda a bateria estátotalmente fechado (a reação redox da bateria circula dentro do invólucro selado), então a bateria livre de manutenção não tem excesso de "gás prejudicial"
2. Baterias de lítio
2.1 O que são baterias de lítio?
● As baterias de lítio são um tipo de bateria que utilizametal de lítio or liga de lítiocomo materiais de eletrodo positivo/negativo e usa soluções eletrolíticas não aquosas.(Sais de lítio e solventes orgânicos)
2.2 Classificação da bateria de lítio
●As baterias de lítio podem ser divididas em duas categorias: baterias de metal de lítio e baterias de íon de lítio.As baterias de íon de lítio são superiores às baterias de metal de lítio em termos de segurança, capacidade específica, taxa de autodescarga e relação desempenho-preço.
● Devido aos seus elevados requisitos tecnológicos, apenas empresas em alguns países estão produzindo este tipo de bateria de lítio metálico.
2.3 Bateria de íon de lítio
| Materiais de eletrodo positivo | Voltagem nominal | Densidade de Energia | Ciclo da vida | Custo | Segurança | Tempos de ciclo | Temperatura normal de operação |
| Óxido de Lítio-Cobalto (LCO) | 3,7V | Médio | Baixo | Alto | Baixo | ≥500 300-500 | Fosfato de ferro-lítio: -20℃~65℃ Lítio ternário: -20℃~45℃As baterias ternárias de lítio são mais eficientes que o fosfato de ferro-lítio em baixas temperaturas, mas não são tão resistentes a altas temperaturas quanto o fosfato de ferro-lítio.Porém, isso depende das condições específicas de cada fábrica de baterias. |
| Óxido de Lítio Manganês (OML) | 3,6 V | Baixo | Médio | Baixo | Médio | ≥500 800-1000 | |
| Óxido de níquel-lítio (LNO) | 3,6 V | Alto | Baixo | Alto | Baixo | Sem dados | |
| Fosfato de Lítio e Ferro (LFP) | 3,2V | Médio | Alto | Baixo | Alto | 1200-1500 | |
| Níquel Cobalto Alumínio (NCA) | 3,6 V | Alto | Médio | Médio | Baixo | ≥500 800-1200 | |
| Níquel Cobalto Manganês (NCM) | 3,6 V | Alto | Alto | Médio | Baixo | ≥1000 800-1200 |
●Materiais de eletrodo negativo:O grafite é usado principalmente.Além disso, metal de lítio, liga de lítio, eletrodo negativo de silício-carbono, materiais de eletrodo negativo de óxido, etc.
● Em comparação, o fosfato de ferro-lítio é o material de eletrodo positivo com melhor custo-benefício.
2.4 Classificação do formato da bateria de íons de lítio
Bateria cilíndrica de íons de lítio
Bateria prismática de íons de lítio
Bateria de íon de lítio tipo botão
Bateria de íon de lítio com formato especial
Bateria macia
● Formatos comuns usados para baterias de veículos elétricos:cilíndrico e soft-pack
● Bateria de lítio cilíndrica:
● Vantagens: tecnologia madura, baixo custo, pequena energia única, fácil de controlar, boa dissipação de calor
● Desvantagens:um grande número de baterias, peso relativamente pesado, densidade de energia ligeiramente menor
● Bateria de lítio flexível:
● Vantagens: método de fabricação sobreposto, mais fino, mais leve, com maior densidade de energia, mais variações na formação de uma bateria
● Desvantagens:baixo desempenho geral da bateria (consistência), não resistente a altas temperaturas, difícil de padronizar, alto custo
● Qual formato é melhor para baterias de lítio?Na verdade, não existe uma resposta absoluta, depende principalmente da procura
● Se você deseja baixo custo e bom desempenho geral: bateria de lítio cilíndrica > bateria de lítio soft-pack
● Se você deseja tamanho pequeno, leve e alta densidade de energia: bateria de lítio flexível > bateria de lítio cilíndrica
2.5 Estrutura da bateria de lítio
● 18650: 18 mm indica o diâmetro da bateria, 65 mm indica a altura da bateria, 0 indica uma forma cilíndrica, e assim por diante
● Cálculo da bateria de lítio 12v20ah: Suponha que a tensão nominal de uma bateria 18650 seja 3,7V (4,2v quando totalmente carregada) e a capacidade seja 2.000ah (2ah)
● Para obter 12 V, você precisa de 3 baterias 18.650 (12/3,7≈3)
● Para obter 20ah, 20/2=10, são necessários 10 grupos de baterias, cada um com 3 12V.
● 3 em série são 12V, 10 em paralelo são 20ah, ou seja, 12v20ah (são necessárias 30 18650 células)
● Ao descarregar, a corrente flui do eletrodo negativo para o eletrodo positivo
● Durante o carregamento, a corrente flui do eletrodo positivo para o eletrodo negativo
3. Comparação entre bateria de lítio, bateria de chumbo-ácido e bateria de grafeno
| Comparação | Bateria de lítio | Bateria de chumbo ácido | Bateria de grafeno |
| Preço | Alto | Baixo | Médio |
| Factor de segurança | Baixo | Alto | Relativamente alto |
| Volume e peso | Tamanho pequeno, peso leve | Tamanho grande e peso pesado | Grande volume, mais pesado que a bateria de chumbo-ácido |
| Vida útil da bateria | Alto | Normal | Maior que a bateria de chumbo-ácido, menor que a bateria de lítio |
| Vida útil | 4 anos (lítio ternário: 800-1200 vezes fosfato de ferro-lítio: 1200-1500 vezes) | 3 anos (3-500 vezes) | 3 anos (>500 vezes) |
| Portabilidade | Flexível e fácil de transportar | Não pode ser cobrado | Não pode ser cobrado |
| Reparar | Não reparável | Reparável | Reparável |
● Não há uma resposta absoluta sobre qual bateria é melhor para veículos elétricos.Depende principalmente da demanda por baterias.
● Em termos de vida útil e vida útil da bateria: bateria de lítio > grafeno > ácido de chumbo.
● Em termos de preço e fator de segurança: chumbo ácido > grafeno > bateria de lítio.
● Em termos de portabilidade: bateria de lítio > ácido de chumbo = grafeno.
4. Certificados relacionados à bateria
● Bateria de chumbo-ácido: Se a bateria de chumbo-ácido passar nos testes de vibração, diferença de pressão e temperatura de 55°C, ela poderá ser isenta do transporte comum de carga.Se não passar nos três testes, é classificado como mercadoria perigosa categoria 8 (substâncias corrosivas)
● Os certificados comuns incluem:
●Certificação para Transporte Seguro de Produtos Químicos(transporte aéreo/marítimo);
●FISPQ(FICHA DE DADOS DE SEGURANÇA DE MATERIAIS);
● Bateria de lítio: classificada como exportação de mercadorias perigosas Classe 9
● Os certificados comuns incluem: baterias de lítio são comumente UN38.3, UN3480, UN3481 e UN3171, certificado de pacote de mercadorias perigosas, relatório de avaliação das condições de transporte de carga
●ONU38.3relatório de inspeção de segurança
●UN3480bateria de íon de lítio
●UN3481bateria de íons de lítio instalada no equipamento ou bateria eletrônica de lítio e equipamento embalados juntos (mesmo armário para mercadorias perigosas)
●UN3171veículo alimentado por bateria ou equipamento alimentado por bateria (bateria colocada no carro, no mesmo armário de mercadorias perigosas)
5. Problemas de bateria
● As baterias de chumbo-ácido são usadas por muito tempo e as conexões metálicas dentro da bateria são propensas a quebrar, causando curtos-circuitos e combustão espontânea.As baterias de lítio estão esgotadas e o núcleo da bateria está envelhecendo e vazando, o que pode facilmente causar curtos-circuitos e altas temperaturas.
Baterias de chumbo-ácido
Bateria de lítio
● Modificação não autorizada: Os usuários modificam o circuito da bateria sem autorização, o que afeta o desempenho de segurança do circuito elétrico do veículo.A modificação inadequada faz com que o circuito do veículo fique sobrecarregado, sobrecarregado, aquecido e em curto-circuito.
Baterias de chumbo-ácido
Bateria de lítio
● Falha no carregador.Se o carregador ficar muito tempo no carro e tremer, é fácil fazer com que os capacitores e resistores do carregador se soltem, o que pode facilmente levar à sobrecarga da bateria.Usar o carregador errado também pode causar sobrecarga.
● As bicicletas elétricas ficam expostas ao sol.No verão, a temperatura é alta e não é adequado estacionar bicicletas elétricas ao ar livre, ao sol.A temperatura dentro da bateria continuará a aumentar.Se você carregar a bateria imediatamente após chegar em casa do trabalho, a temperatura dentro da bateria continuará aumentando.Quando atinge a temperatura crítica, é fácil inflamar espontaneamente.
● As motocicletas elétricas ficam facilmente encharcadas em água durante chuvas fortes.As baterias de lítio não podem ser usadas depois de mergulhadas em água.Os veículos elétricos com bateria de chumbo-ácido precisam ser consertados em uma oficina depois de serem embebidos em água.
6. Manutenção Diária e Uso de Baterias e Outros
● Evite sobrecarga e descarga excessiva da bateria
Sobrecarga:Geralmente, as pilhas de carregamento são usadas para carregar na China.Quando totalmente carregada, a fonte de alimentação será desconectada automaticamente.Ao carregar com um carregador, a energia será desconectada automaticamente quando estiver totalmente carregada.Além dos carregadores comuns sem função de desligamento com carga total, quando totalmente carregados, eles continuarão a carregar com uma pequena corrente, o que afetará a vida útil por um longo tempo;
Descarga excessiva:Geralmente é recomendado carregar a bateria quando resta 20% de energia.Carregar com pouca energia por um longo período fará com que a bateria fique subtensão e ela pode não ser carregada.Ele precisa ser ativado novamente e pode não ser ativado.
● Evite usá-lo em condições de alta e baixa temperatura.A alta temperatura intensificará a reação química e gerará muito calor.Quando o calor atinge um determinado valor crítico, a bateria queima e explode.
● Evite carregamento rápido, o que causará alterações na estrutura interna e instabilidade.Ao mesmo tempo, a bateria aquecerá e afetará sua vida útil.De acordo com as características das diferentes baterias de lítio, para uma bateria de óxido de manganês de lítio 20A, usar um carregador 5A e um carregador 4A nas mesmas condições de uso, usar um carregador 5A reduzirá o ciclo em cerca de 100 vezes.
●Se o veículo elétrico não for utilizado por um longo período, tente carregá-lo uma vez por semana ou a cada 15 dias.A própria bateria de chumbo-ácido consumirá cerca de 0,5% de sua própria energia todos os dias.Consumirá mais rápido quando instalado em um carro novo.
As baterias de lítio também consumirão energia.Se a bateria não for carregada por um longo período, ela ficará sem energia e poderá ficar inutilizável.
Uma bateria nova que não tenha sido desembalada precisa ser carregada uma vez por mais de100 dias.
●Se a bateria tiver sido usada por um longo períodotempo e tem baixa eficiência, a bateria de chumbo-ácido pode ser adicionada com eletrólito ou água por profissionais para continuar a ser usada por um período de tempo, mas em circunstâncias normais, recomenda-se substituir a nova bateria diretamente.A bateria de lítio tem baixa eficiência e não pode ser reparada.Recomenda-se substituir a bateria nova diretamente.
●Problema de carregamento: O carregador deve usar um modelo correspondente.60 V não pode carregar baterias de 48 V, 60 V de chumbo-ácido não pode carregar baterias de lítio de 60 V ecarregadores de chumbo-ácido e carregadores de bateria de lítio não podem ser usados de forma intercambiável.
Se o tempo de carregamento for maior que o normal, é recomendável desconectar o cabo de carregamento e interromper o carregamento.Preste atenção se a bateria está deformada ou danificada.
●Vida útil da bateria = tensão × amperagem da bateria × velocidade ÷ potência do motor Esta fórmula não é adequada para todos os modelos, especialmente modelos de motores de alta potência.Combinado com os dados de uso da maioria das usuárias, o método é o seguinte:
Bateria de lítio de 48 V, 1A = 2,5 km, bateria de lítio de 60 V, 1A = 3 km, bateria de lítio de 72 V, 1A = 3,5 km, o chumbo-ácido é cerca de 10% menor que a bateria de lítio.
A bateria de 48 V pode percorrer 2,5 quilômetros por ampere (48V20A 20 × 2,5 = 50 quilômetros)
A bateria de 60 V pode percorrer 3 quilômetros por ampere (60V20A 20 × 3 = 60 quilômetros)
A bateria de 72 V pode percorrer 3,5 quilômetros por ampere (72V20A 20 × 3,5 = 70 quilômetros)
●A capacidade da bateria/A do carregador é igual ao tempo de carregamento, tempo de carregamento = capacidade da bateria/carregador Um número, por exemplo 20A/4A = 5 horas, mas como a eficiência de carregamento será mais lenta após o carregamento para 80% (o pulso reduzirá a corrente), geralmente é escrito como 5-6 horas ou 6-7 horas (para seguro)
