Очень популярны LiFePO4 и свинцово-кислотные аккумуляторы. У обоих есть свои особенности использования, основанные на их специализации. LiFePO4 считается передовым и лучшим с точки зрения производительности. С другой стороны, многие старики отдают предпочтение свинцово-кислотным батареям. Это различие во мнениях вызвало дебаты о LiFePO4 и свинцово-кислотных батареях.
Свинцово-кислотные аккумуляторы широко используются в автомобилях. Они используются уже 150 лет. Их большие размеры и низкая цена - ключевые особенности этого типа батарей. Однако LiFePO4 компактны, дороги и обладают высочайшей производительностью. В этой статье я сравню LiFePO4 и свинцово-кислотные батареи лицом к лицу. Итак, начнем!
Основные сведения о LiFePO4 и свинцово-кислотных батареях
Свинцово-кислотные и LiFePO4-аккумуляторы предлагают уникальные преимущества. Обе батареи превосходны, но отличаются по многим параметрам.
В свинцово-кислотных аккумуляторах в качестве катода используется диоксид свинца (PbO₂). Губчатый свинец (Pb) в этих батареях выступает в качестве анода. В качестве электролита в этих батареях используется H2SO4. Между катодом и анодом происходит движение ионов. В результате этого движения вырабатывается электричество, которое приводит в действие различные машины.
Первые свинцово-кислотные аккумуляторы были изготовлены еще в 1859 году. С тех пор эти батареи активно используются. Они претерпели различные изменения для улучшения характеристик. Однако его основная структура осталась прежней. Эти типы батарей широко используются в автомобилях и других транспортных средствах. Ключевым показателем этих батарей является их большой размер.
Аккумуляторы LiFePO4, напротив, современны, компактны и обладают лучшими эксплуатационными характеристиками. В качестве катода в них используется литий-ионный фосфат. В качестве анода используется графит. Вместо H2SO4 в этих батареях в качестве электролита используется соль лития. Движение ионов лития между катодом (LiFePO4) и анодом (графит) производит электричество.
Эти батареи обычно заряжаются с помощью солнечных панелей или специальных зарядных устройств. Как только солнце садится, накопленная энергия используется в качестве электричества. Во время зарядки ионы лития из катода переходят в анод и сохраняются там. Во время разрядки ионы лития перемещаются обратно от анода к катоду. Это движение ионов лития производит электричество, которое мы используем.
Современные устройства комплектуются аккумуляторами LiFePO4. Их использование широко распространено в современных аккумуляторное хранение энергии системы. В современных домах они используются в качестве резервных, когда в качестве источника электроэнергии используется солнечная установка. Эти батареи стоят дорого и имеют более высокую первоначальную стоимость. Но их долговечность и прочность делают их более экономичными по сравнению с аналогами.
В чем разница между LiFePO4 и свинцово-кислотными батареями?
Как уже говорилось, свинцово-кислотные и LiFePO4 аккумуляторы имеют множество отличий. Эти различия делают их подходящими для разных случаев использования. Например, свинцово-кислотные батареи больше подходят для автомобилей из-за своих громоздких размеров. LiFePO4 компактны, долговечны и идеально подходят для современных гаджетов. Давайте обсудим все существенные различия между этими двумя типами батарей.
1 - Вес и плотность энергии
Аккумуляторы LiFePO4 известны своими компактными размерами и небольшим весом. Они обладают более высокой плотностью энергии. Это означает, что такие батареи могут хранить больше энергии, несмотря на свои небольшие размеры. С другой стороны, свинцово-кислотные батареи громоздки. Их вес слишком велик, что является большим недостатком. У этих батарей большие свинцовые пластины.
Эти пластины занимают больше места внутри батареи. Кроме того, они содержат серную кислоту в качестве электролита. Все это приводит к увеличению размеров свинцово-кислотных батарей. Общая плотность энергии свинцово-кислотных батарей ниже, чем у LiFePO4. Поэтому они хранят меньше энергии. по сравнению с батареями LiFePO4.
2- Глубина разряда (ГР) и скорость саморазряда
Аккумуляторы LiFePO4 имеют высокий показатель DOD (Depth of Discharge). Глубина разряда показывает, насколько безопасно можно использовать емкость батареи. Если вы используете емкость батареи сверх безопасного предела, это может сократить срок ее службы. Аккумуляторы LiFePO4 обеспечивают от 80 до 90% DOD.
С другой стороны, свинцово-кислотные батареи имеют очень низкую глубину разряда. Полностью заряженные свинцово-кислотные батареи могут использовать 50% своей емкости. Если вы используете больше, это скажется на сроке службы этих батарей. Скорость саморазряда - еще один критический параметр. Аккумуляторы LiFePO4 имеют более низкую скорость саморазряда.
Если держать батарею в течение месяца, ее запасенная энергия снизится или разрядится всего на 3%. С другой стороны, свинцово-кислотные батареи имеют более высокую скорость саморазряда. При хранении в течение месяца они могут потерять от 8 до 10% энергии (разряд). Поэтому, Аккумуляторы LiFePO4 используются в системах хранения и электростанциях. С их помощью можно достичь большей емкости и хранить энергию в течение длительного времени.
3- Скорость зарядки и температурные характеристики
Аккумуляторы LiFePO4 можно быстро заряжать. Они принимают более высокий ток во время зарядки и не перегреваются. С другой стороны, свинцово-кислотные аккумуляторы очень медленные в плане скорости зарядки. Для полной зарядки им может потребоваться от 5 до 8 часов.
С другой стороны, обе батареи отлично работают при умеренных температурах. Однако батареи LiFePO4 могут выдерживать более высокие температуры. С другой стороны, свинцово-кислотные батареи могут выйти из строя при слишком высокой температуре. Однако эти батареи отлично работают при очень низких температурах. С другой стороны, батареи LiFePO4 плохо переносят низкие температуры.
4- Срок службы цикла и срок службы (годы)
Аккумуляторы LiFePO4 выигрывают гонку, когда речь идет о циклах заряда. Эти батареи имеют большое количество жизненных циклов - от 3000 до 5000. С другой стороны, свинцово-кислотные батареи значительно менее совершенны и предлагают всего от 300 до 500 циклов заряда. Цикл заряда означает полный цикл зарядки и разрядки. Предположим, у вас есть LiFePO4-аккумулятор, вы заряжаете его и используете ежедневно.
Такая батарея легко продержится в хорошем состоянии как минимум 10-12 лет. А теперь представьте свинцово-кислотный аккумулятор, который заряжается и используется ежедневно. Она прослужит всего 2-3 года. Кроме того, присутствие кислоты (электролита) и свинцовых пластин может привести к коррозии. Эта проблема может еще больше сократить срок службы свинцово-кислотных батарей. Однако батареи LiFePO4 не подвержены коррозии. Поэтому они могут прослужить дольше своих аналогов.
5- Полезная мощность и стабильность напряжения
LiFePO4 и свинцово-кислотные аккумуляторы различаются по полезной емкости. LiFePO4-аккумуляторы при полном заряде могут использоваться до 80-90%. Во время такого использования эти батареи поддерживают напряжение. Даже если батарея заряжается медленно, напряжение остается стабильным. С другой стороны, свинцово-кислотные батареи имеют ограниченную полезную емкость.
На полном заряде они могут работать до 50%. Проще говоря, 100 Ач LiFePO4 дадут вдвое больше энергии, чем 100 Ач свинцово-кислотных батарей. Кроме того, эти батареи не поддерживают напряжение. На начальном этапе они обеспечивают оптимальное напряжение. Но по мере того, как энергия (запасенная) этих батарей уменьшается, падает и напряжение.
6- Безопасность и воздействие на окружающую среду
Аккумуляторы LiFePO4 безопаснее своих аналогов. Они более стабильны и не воспламеняются. Они не воспламеняются и не перегреваются. Эти факторы делают такие батареи очень безопасными для длительного использования. Кроме того, эти батареи не выделяют вредных газов во время работы.
Поэтому они экологически безопасны и могут быть переработаны. С другой стороны, свинцово-кислотные батареи небезопасны, особенно при высоких температурах. Они подвержены утечкам и могут пролить кислоту. Кроме того, во время работы они выделяют вредные газы. Поэтому я считаю свинцово-кислотные аккумуляторы менее экологичными.
7- Стоимость (аванс и срок службы) и обслуживание
Аккумуляторы LiFePO4 относятся к премиум-классу и обладают идеальными эксплуатационными характеристиками. Однако их первоначальная стоимость выше, чем у свинцово-кислотных батарей. Их отличает более высокая долговечность, большее количество жизненных циклов и полезная емкость. Эти батареи не требуют регулярного обслуживания, что снижает стоимость их эксплуатации.
С другой стороны, свинцово-кислотные батареи имеют более низкую первоначальную стоимость. Однако их долговечность оставляет желать лучшего, а срок службы ниже. Их срок службы в 5 раз меньше, чем у батарей LiFePO4. Кроме того, эти свинцово-кислотные батареи нуждаются в регулярном обслуживании. Несмотря на более низкую первоначальную стоимость, их недостатком является более высокая стоимость срока службы.
8- Применение и риск утечки/разлива
Как я уже говорил, в свинцово-кислотных батареях в качестве электролита используется H2SO4. Такие батареи более склонны к утечкам из-за слабой герметичности. В результате кислота может вытекать и приводить к загрязнению батареи. С другой стороны, в батареях LiFePO4 в качестве электролита не используется жидкая кислота. Кроме того, корпус этих батарей идеально герметичен.
Таким образом, утечка или пролив электролита исключены. Что касается применения, то и LiFePO4, и свинцово-кислотные батареи имеют свои уникальные возможности. Аккумуляторы LiFePO4 предпочтительны для современных устройств. С другой стороны, свинцово-кислотные батареи подходят для автомобилей и других транспортных средств из-за своих громоздких размеров. Ниже приведена таблица, показывающая их основные области применения:
| Применение свинцово-кислотных аккумуляторов | Применение аккумуляторов LiFePO4 |
| Автомобильные стартерные аккумуляторы. | Накопители солнечной энергии |
| ИБП (источник бесперебойного питания) | Электрические транспортные средства (ЭТС) |
| Вилочные погрузчики. | Автофургоны и кемперы |
| Системы резервного копирования телекоммуникаций. | Морские суда и лодки |
| Недорогие солнечные хранилища. | Портативные электростанции |
| Гольф-кары. | Накопители энергии в сети |
| Промышленное оборудование. | Электровелосипеды и скутеры |
Часто задаваемые вопросы
Является ли LiFePO4 лучше, чем свинцовая кислота?
Да, я считаю, что LiFePO4 превосходят свинцово-кислотные батареи. Они обладают большей долговечностью, большим количеством жизненных циклов, безопасностью и быстро заряжаются. Кроме того, эти батареи компактны и легки, что является значительным преимуществом.
Может ли LiFePO4 заменить свинцово-кислотные батареи?
Да. Современные батареи LiFePO4 обладают отличными системами накопления энергии. Эти современные двигатели обеспечивают внезапную энергетическую тягу для быстрого зажигания двигателя. Кроме того, они долговечны и обеспечивают лучший срок службы. Эти факторы делают LiFePO4 подходящей заменой свинцово-кислотным батареям.
Вредно ли держать батареи LiFePO4 полностью заряженными?
Нет. Нет ничего плохого в том, чтобы держать LiFePO4 батареи полностью заряженными. Когда вы храните батарею, убедитесь, что она полностью заряжена. Эти батареи подвергаются энергетическому разряду (до 2%). Больше накопленной энергии будет использовано, когда она вам понадобится.
Заключение: Что выбрать - LiFePO4 или свинцово-кислотные аккумуляторы?
Я всегда отдаю предпочтение LiFePO4 перед свинцово-кислотными батареями. Некоторые люди старой закалки обычно утверждают, что эти батареи дорогие. Это полуправда, которая очень сбивает с толку. LiFePO4 стоят дорого, но их характеристики идеальны. Кроме того, они служат дольше и не нуждаются в регулярном обслуживании.
Отсутствие необходимости в обслуживании делает эти батареи экономически выгодными в долгосрочной перспективе. Свинцово-кислотные батареи дешевы, но их регулярное обслуживание - головная боль. Кроме того, общий срок службы таких батарей составляет 2-3 года, что в пять раз меньше, чем у LiFePO4. Поэтому всегда следует отдавать предпочтение LiFePO4, а не свинцово-кислотным батареям.