リチウム電池、グラフェン電池、鉛蓄電池のどれが優れていますか?

電気自動車の普及に伴い、バッテリーに注目する人が増えています。バッテリーは電気自動車のエネルギー貯蔵庫です。電気自動車は充電時に電気エネルギーを化学エネルギーに変換し、バッテリーに蓄えます。電気自動車を使用する場合、モーターはバッテリー内の化学エネルギーを機械エネルギーに変換し、電気自動車が道路を走行できるようにします。電気自動車の動力源はバッテリーですが、現在電気自動車にはどのような種類のバッテリーが使われており、どのバッテリーが優れているのでしょうか？

近年の電気自動車の急速な発展を受けて、電気自動車に使用される電池は主にリチウム電池、グラフェン電池、鉛蓄電池に分けられます。リチウム電池、グラフェン電池、鉛蓄電池はどれが良いですか？

リチウム電池、グラフェン電池、鉛蓄電池の比較

一、 リチウム電池のメリットとデメリット

1.エネルギー密度が高く、体積エネルギー密度と質量エネルギー密度は450Wに達します。 h/dm3、150W。それぞれ h/kg であり、さらに増加し​​続けています。

2. 平均出力電圧が高く（約3.6V）、ニカド電池やニッケル電池の3倍です。

3. 高出力。

4. 自己放電が少なく、月あたり10％以下、Ni Cd、Ni Mlの半分以下です。

5. ニカド電池やニッケル水素電池のようなメモリー効果がなく、サイクル性能に優れています。

6. 急速充放電が可能で、1Cで充電した場合の容量は公称容量の80%以上に達します。

7. 高い充電効率、最初のサイクル後は基本的に 100%。

8. 使用温度範囲は-30～+45℃と広いです。電解液や正極の改良により、-40～+70℃までの低温化が期待されており、さらに低温は-60℃まで延長される可能性もあります。

9. メンテナンスは不要です。

10. 環境に「優しい」グリーンバッテリーと呼ばれています。

11.長寿命、100% DOD で 900 回以上充電および放電できます。浅い深さ (30% DOD) の充放電を使用した場合、サイクル数が 5000 を超えました。

リチウム電池のデメリット

1. 主に正極材料 LiC002 の価格が高いため、コストが高くなります。正極技術の継続的な開発により、LiMn2O4、LiFeP04 などを正極として使用できるようになり、リチウムイオン電池のコストが大幅に削減されることが期待されています。

2. 過充電または過放電を防ぐために特別な保護回路が必要です。

3. リチウムイオン電池は通常の電池（3.6V）を3本使用しないと交換できないため、通常の電池との互換性が悪くなります。


二、グラフェン電池のメリットとデメリット


グラフェン電池: グラフェン電池は、sp2 ハイブリッド形成の方法で炭素原子によって形成されたハニカム平面フィルムです。 1原子層の厚さしかない擬似二次元物質であるため、単原子層グラファイトとも呼ばれます。新しいエネルギー電池は、グラフェン表面と電極の間のリチウムイオンの高速かつ大きなシャトル運動に基づいて開発されました。

1. 蓄電容量は現在市場で最高の製品の3倍です。リチウム電池の比エネルギー（最先端の電池の場合）は 180wh/kg ですが、グラフェン電池の比エネルギーは 600whkg 以上です。

2. このバッテリーを搭載した電気自動車は最長 1,000 キロメートル走行でき、充電時間は 8 分未満です。

3.長寿命。その耐用年数は、従来の水素電池の 4 倍、リチウム電池の 2 倍です。

4. 軽量。グラフェンの特性により、バッテリーの重量を従来のバッテリーの半分に減らすことができ、バッテリーを搭載する機械の効率を向上させることができます。

5. グラフェンには従来のバッテリーよりも多くの利点があります。その寿命はリチウム電池の2倍、水素電池の4倍です。

6. 充電速度が速く、高温下でもリチウム電池よりも耐久性があります。


グラフェン電池の欠点:

1. 現時点では黒鉛の希釈は実用段階に達しておらず、量産化までの道のりは長い。

2. 市場にあるこれらのグラフェン電池は純粋なグラフェン電池ではありません。リチウム電池をベースに、いくつかのグラフェン関連技術がドープされているだけです。従来のリチウム電池と比較すると、それによってもたらされる性能の向上はほんのわずかです。さらに、グラフェンのコストは非常に高く、その製造プロセスも非常に高価です。グラフェン電池の製造プロセスはまだ十分に成熟していません。現時点では実験室段階にすぎず、量産レベルには達していない。

3. プロセス特性に互換性がない。つまり、グラフェンの過剰な比表面積は、既存のリチウムイオン電池の分散とスラリーの均質化に多くのプロセス上の問題を引き起こすことになります。バッテリー工場の調整プロセスが枯渇し、性能指標の画期的な進歩によってもたらされる十分な利益余地がない場合、誰がこのテクノロジーを喜んで使用するでしょうか?グラフェンの表面特性は化学状態に大きく影響され、バッチ安定性やサイクル寿命などに多くの問題があり、現時点ではリチウム電池生産の詳細な要件を満たすことができません。


３、鉛蓄電池のメリットとデメリット

鉛蓄電池は、正極と負極が主に鉛とその酸化物でできており、電解液が硫酸溶液である電池の一種です。鉛蓄電池が放電すると、正極の主成分は二酸化鉛、負極の主成分は鉛になります。充電中、正極と負極の主成分は硫酸鉛です。

鉛蓄電池のメリット

1. 価格が安い：鉛蓄電池は、製造コストが低く、製造プロセスが簡単で、原材料価格が低いため、非常に安価です。また、使用済みの鉛蓄電池はリサイクルできるため、次回の電池交換時に古い電池を新しい電池に交換することができ、現金の一部を相殺することができ、購入コストを削減することができます。

2.高い安全性能：鉛蓄電池の安定性は非常に優れており、使用中に長時間充電しても爆発などの問題は見られず、鉛蓄電池の安全性能は高いです。

3. 修理可能：鉛蓄電池は使用中に結晶化や硫化が発生することがありますが、修理が可能であり、修理後は一定期間使用できるため、修理ができないリチウム電池とは異なり、鉛蓄電池は修理が可能です。問題が発生します。


鉛蓄電池の欠点:

1. 体積が大きくて重い：鉛蓄電池の製造プロセスが問題です。鉛蓄電池の容量を大きくすると体積が大きくなり、重量も重くなり移動が不便になります。

2.寿命が短い：鉛蓄電池は充放電回数が約300～350回で、通常2～3年程度使用できます。

3. 環境汚染: カドミウムは鉛蓄電池には使用されなくなりましたが、依然として水質汚染や土地汚染などの環境汚染を引き起こします。

結論：上記の条件の比較に基づいて、研究開発技術の成熟度、製造コスト、市場の経済的利益、環境保護の点で、リチウム電池はグラフェン電池や鉛酸電池よりも多くの利点を持っています。