Существует много типов аккумуляторов. Наиболее популярные — свинцово-кислотные, появившиеся в 1859 г., и более «молодые» (1970 г.) — литиевые. В этой статье мы попробуем выяснить, какой аккумулятор лучше — литий-ионный или свинцово-кислотный.
- Виды свинцовых и литиевых батарей
- Сравнение характеристик свинцовых и литиевых АКБ
- Преимущества и недостатки обоих типов батарей
- Какая лучше для автономных энергосистем — ветрогенераторов и солнечных панелей
- Что используют на электротранспорте
- Гражданские автомобили
- Промышленный и специализированный транспорт
Виды свинцовых и литиевых батарей
«Литий-ионный» и «свинцово-кислотный» — лишь общее название аккумуляторов, характеризующее основной принцип их работы. На самом деле и те, и другие имеют много видов. Они используют один и тот же принцип работы, но отличаются технологией изготовления.
Свинцово-кислотные можно разделить на:
- WET — классическая батарея с жидким электролитом. Бывают обслуживаемые (с заливными горловинами) и необслуживаемые.
- AGM — электролит находится в матах из стекловолокна. Необслуживаемые.
- GEL — электролит загущен до гелеобразного состояния. Необслуживаемые.
Важно! Существует еще одна разновидность свинцово-кислотных батарей с жидким электролитом — EFB. Это улучшенный WET. Как правило, такой вид необслуживаемый.
Литий-ионные аккумуляторы можно поделить на:
- Литий-кобальтовые (ICR).
- Литий-никель-марганец-кобальт-оксидные (NMC).
- Литий-никель-кобальт-алюминий-оксидные (NCA).
- Литий-марганцевые (IMR или INR).
- Литий-железофосфатные (LiFePO4, LiFe, LFP, IFR).
- Литий-титанатные (LTO).
Все они имеют в основе литий, но отличаются материалами присадок в электродах и частично технологией изготовления. По основным характеристикам различаются незначительно. Все они необслуживаемые.
Сравнение характеристик свинцовых и литиевых АКБ
Для начала сравним литиевые и свинцовые аккумуляторы по основным характеристикам:
Параметр | Свинцово-кислотный | Литий-ионный |
|---|---|---|
| Стоимость | низкая | высокая |
| Плотность энергии, Вт*ч/кг | 25-40 | 110-270 |
| Число циклов заряд/разряд | 300-500 | 600-1 000 (15 000 для LTO) |
| Время заряда, ч | 10-16 | 1-3 |
| Саморазряд за месяц, % | 30 | 1.6 |
| ЭДС одного аккумулятора, В | 2.1 | 2.7-4.2 (зависит от типа) |
| Импульсный ток | 10-12С | до 50С |
| Диапазон рабочих температур , °С | -40…+40 | -20…+60 |
| Самовозгорание при неправильной эксплуатации | нет | да |
| Срок службы, лет | 4-6 | 3-5 |
| Энергоэффективность (КПД), % | 80-85 | более 95 |
| Специальная утилизация | нужна | нужна |
Преимущества и недостатки обоих типов батарей
Теперь на основании вышеприведенной таблицы разберем преимущества и недостатки обоих типов АКБ относительно друг друга.
Свинцово-кислотные
Преимущества:
- Невысокая стоимость.
- Не нужен контроллер заряда/разряда.
- Работа при низких температурах.
- Не поддерживают горение и не самовозгораются.
- Высокие кратковременные токи.
- Длительный срок службы.
Недостатки:
- Большой вес.
- Высокий саморазряд.
- Малое количество циклов заряд/разряд.
- Низкие токи заряда.
- Относительно небольшой КПД.
Литий-ионные
Преимущества:
- Малый вес.
- Большое количество циклов заряд/разряд.
- Высокие токи заряда.
- Высокий импульсный ток.
- Малый саморазряд.
- Высокий КПД.
Недостатки:
- Высокая стоимость.
- Возможность самовозгорания.
- Необходим контроллер заряда/разряда.
- Не работают при температурах ниже -20 °С.
- Малый срок службы.
Какая лучше для автономных энергосистем — ветрогенераторов и солнечных панелей
Исходя из вышесказанного в большинстве случаев литий-ионные аккумуляторы — лучший вариант для автономных энергосистем. У них высокий КПД и большое количество циклов заряд/разряд. Они могут заряжаться большими токами. Но нередко в таких системах, особенно частных, используются свинцово-кислотные батареи ввиду того, что они доступнее.
Что используют на электротранспорте
В промышленности электротранспорт используется давно, а сегодня электромобилем могут обзавестись и частные лица. Какие аккумуляторы применяются в этом электротранспорте?
Гражданские автомобили
В гражданских электромобилях в качестве ходовых сегодня используются литий-ионные батареи в разных модификациях.
Но любой электромобиль имеет еще один аккумулятор, обеспечивающий энергией его электронные узлы от фар и магнитолы до контроллера управления тяговым электродвигателем. Это может быть как литий-ионный, так и свинцово-кислотный тяговый аккумулятор небольшой (до 60 А*ч) емкости.
Интересно. Одна ходовая аккумуляторная батарея электромобиля в среднем содержит 8 кг лития, 35 кг никеля, 20 кг марганца и 14 кг кобальта.
Промышленный и специализированный транспорт
В промышленном транспорте на электрическом приводе можно встретить что угодно, но все батареи тяговые. Вот полный список:
- никель-цинковые (NiZN);
- литий-полимерные (Li-pol);
- литий-ионные (Li-ion);
- никель-металл-гидридные (NiMH);
- никель-кадмиевые (NiCd);
- свинцово-кислотные (Lead Acid).
Тут все зависит от назначения электротранспорта, каприза производителя и года выпуска транспортного средства. В современных электроавтобусах (электробусах), к примеру, устанавливаются литий-ионные аккумуляторы.
Интересно. Существует электробус, использующий вместо аккумуляторов ионисторы – конденсаторы большой емкости, которые заряжаются на каждой остановке. Он называется Капабус. Дальность хода на одной зарядке – несколько километров. Время зарядки – 1-2 минуты.
В погрузчики обычно устанавливают тяговые свинцово-кислотные или щелочные (NiMH, NiCd) батареи. Последние привлекательны тем, что не боятся глубокого разряда. Погрузчик может работать, пока не встанет.
Итак, какой тип аккумуляторов лучше? И тот, и другой имеют как достоинства, так и недостатки. По одним характеристикам лучше свинцово-кислотные, по другим — литиевые. Поэтому сказать, какой тип батарей предпочтительнее, сложно. Все зависит от поставленных задач.
Сейчас читают:
