Сравнение литиевых и свинцовых аккумуляторов

Аккумуляторы

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

«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.
Сравнение литиевых и свинцовых аккумуляторов
Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи

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 литиевых и свинцовых аккумуляторов
Литий-ионные аккумуляторные батареи

Сравнение характеристик свинцовых и литиевых АКБ

Для начала сравним литиевые и свинцовые аккумуляторы по основным характеристикам:

Параметр
Свинцово-кислотный
Литий-ионный
Стоимостьнизкаявысокая
Плотность энергии, Вт*ч/кг25-40110-270
Число циклов заряд/разряд300-500600-1 000 (15 000 для LTO)
Время заряда, ч10-161-3
Саморазряд за месяц, %301.6
ЭДС одного аккумулятора, В2.12.7-4.2 (зависит от типа)
Импульсный ток10-12Сдо 50С
Диапазон рабочих температур , °С-40…+40-20…+60
Самовозгорание при неправильной эксплуатациинетда
Срок службы, лет4-63-5
Энергоэффективность (КПД), %80-85более 95
Специальная утилизациянужнанужна

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.

Сравнение литиевых и свинцовых аккумуляторов
В частном секторе чаще можно увидеть свинцовые батареи — 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.

Сравнение литиевых и свинцовых аккумуляторов
Ходовая или высоковольтная аккумуляторная батарея автомобиля Tesla

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.

Сравнение литиевых и свинцовых аккумуляторов
Этот электробус оснащен литий-ионными батареями

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.

Сравнение литиевых и свинцовых аккумуляторов
Капабус на остановке

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.

Сравнение литиевых и свинцовых аккумуляторов
Аккумуляторный отсек электропогрузчика

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:
Акумы.ру
Добавить комментарий

Максимальный размер загружаемого файла: 5 МБ. Вы можете загрузить: изображение, аудио, видео, документ, таблица, интерактив, текст, архив, код, другое. Ссылки на YouTube, Facebook, Twitter и другие сервисы, вставленные в текст комментария, будут автоматически встроены. Перетащите файл сюда

Ваш вопрос отправлен

И ожидает ответ от эксперта.

Adblock
detector