- Принцип роботи свинцевих акумуляторів
- Принцип роботи літій-іонних акумуляторів
- Cравненіе LiFePO4 і Li-ion акумуляторів для електровелосипеда
- Вплив на навколишнє середовище
- Безпека
Акумулятор для електровелосипеда - хімічне джерело струму, призначений для живлення мотора електровелосипеда і бортового обладнання. Прочитайте нашу статтю і дізнаєтеся який акумулятор вам купити.
Електровелосипед, крім педалей, додатково наводиться в рух електричним мотором. Для його харчування необхідне джерело струму. Одним з таких джерел є хімічне джерело струму - акумулятор.
Нижче представлені основні фактори, що визначають вибір акумулятора.
Головним достоїнством акумуляторних батарей є можливість їх зарядки і повторного використання.
Акумуляторні батареї діляться на:
Принцип роботи свинцевих акумуляторів
Свинцеві акумулятори виробляються понад 100 років. За цей час були добре відпрацьовані технології їх виробництва, за рахунок чого їх ціна досить низька. Необслуговувані акумулятори за своїм хімічним складом нічим не відрізняються від обслуговуваних. У них реакція здійснюється в сірчаної кислоти. Серед кислотно-свинцевих акумуляторів є ще вид акумуляторів, що підтримують глибокий цикл розряду, призначений для живлення електродвигуна транспортного засобу він ще називається тяговим акумулятором.
Принцип роботи літій-іонних акумуляторів
Основна концепція літій-іонних акумуляторів зародилася в 1970-х роках і набула широкого поширення в 1990-х. Основний принцип роботи можна описати як рух заряджених іонів Літія між катодом і анодом під час розрядки і зарядки. На малюнку нижче представлений процес розрядки літій-іонного акумулятора.
Відмінності в хімічному складі анода, катода і електроліту, а також геометрія впливають на продуктивність літій-іонної осередку. Хімічний склад анода найбільш змінна від виробника до виробника характеристика. Вони збирають осередки з залізофосфатні, марганцевими, кобальтовими і т.д. анодами. Більше 90% анодів літій-іонних осередків складаються з графіту: кремнію і титановмістних матеріалів, що використовуються для збільшення терміну служби і продуктивності.
Електроліт існує в рідкій формі, але для літій-полімерних осередків їм просякнута полімерна мембрана. Це дозволяє виробникам використовувати упаковку осередків в пластик на відміну від металевої упаковки на осередках з рідким електродом в циліндричних і призматичних осередках. Всі зміни цих параметрів впливають на продуктивність літій-іонних осередків.
Cравненіе LiFePO4 і Li-ion акумуляторів для електровелосипеда
Всі хімічні поєднання літій-іонних акумуляторів можуть бути розділені на дві групи: Літій-залізо-фосфатні акумулятори (LiFePO4) і метал оксидні (Нікель LiNiCoAlO2, Кобальт LiCoO2, Марганець LiMn2O4, Цинк і Нікель LiNiMnCoO2, Титан Li4Ti5O12). У таблиці нижче представлені основні відмінності між осередками цих двох хімічних класів.
LFPLiNCMВольтаж
3,3V номінальний 3,7V номінальний Щільність енергії 300 Вт.ч / літр 735 Вт.ч / літр Питома енергія 128 Вт.ч / кг 256 Вт.ч / кг потужністю 1000 Вт / кг 500 Вт / кг Гранична кількість циклів 2000 у глибині розряду 100%
3000 при глибині розряду 80% 750 при глибині розряду 100%
1900 при глибині розряду 80% Термін служби 6 років 8 років Максимальна рекомендована температура 40 град С 55 град С Безпека Висока Керована
Всі літій-іонні акумулятори підтримують цикл глибокого розряду, дозволяючи повністю себе розрядити і зарядити. Вони не мають ефекту пам'яті. Гранична кількість циклів істотно збільшується, якщо глибина кожного циклу розряду не перевищує 80% фактичної ємності.
Не будемо детально розписувати відмінності між кислотно-свинцевими і літій-іонними акумуляторами, зупинимося лише на деяких фактах: У літій-іонних акумуляторах щільність енергії в 2,5 рази вище, питома енергія в 3,75 рази вище, вартість у 9 разів вище в перерахунку на 1 кВт.год, кількість циклів заряд-розряд в 2 рази вище.
Вплив на навколишнє середовище
Кислотно-свинцеві акумулятори погано змагаються в літій-іонними в питанні впливу на навколишнє середовище. Вони вимагають в кілька разів більше сировини для їх виробництва для досягнення схожою енергоозброєності, надаючи набагато більший ефект при гірських розробках і видобутку їх складових. Їх виробництво енергоємних і викидає масу забруднюючих речовин в навколишнє середовище. До плюсів можна віднести те, що в більшості цивілізований країн 97% свинцевих АКБ піддаються повторній переробці.
Літій так само не дружний до навколишнього середовища. Основні компоненти літій-іонних акумуляторів вимагають розробки родовищ для видобутку карбонату Літія, Меди, Алюмінію і залізної руди. Видобуток Літія вимагає особливо багато ресурсів, але його частина в осередках не велика, видобуток алюмінію і міді надає набагато більший вплив. Індустрія переробки літій-іонних акумуляторів зараз тільки в стадії зародження, але складові осередків показали високу здатність для збирання та вторинного використання. Залишається сподіватися, що рівень переробки літій-іонних акумуляторів досягне і обжене рівень свинцевих акумуляторів.
Безпека
Свинцеві і літій-іонні акумулятори схильні до теплових пробоїв при яких осередок швидко нагрівається і може виділяти електроліт, загоряється і небезпечно газіть. Імовірність виникнення такої події на літій-іонних акумуляторах вище, так як вони мають більшу енергоємністю в меншому обсязі. Поради з безпеки, показані на діаграмі нижче спрямовані для запобігання таких ситуації як коротке замикання і перегрівання на збірках і блоках літієвих осередків.
На більш детальному порівнянні літій-залізо-фосфатних і літій-іонних акумуляторів для електровелосипедів Ми зупинимося в наступний раз.
