Υπάρχουν δύο τύποι μπαταριών για τον ηλεκτρικό κινητήρα σκάφους: οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος και οι μπαταρίες λιθίου. Έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά ως προς την ενεργειακή πυκνότητα κατά βάρος, την ογκομετρική ενεργειακή πυκνότητα, τη διάρκεια ζωής, την τιμή, την καταλληλότητα χρήσης, την εθνική πολιτική κ.ά.
Η ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών λιθίου σήμερα είναι γενικά 200-260 wh / g, ενώ των μπαταριών μολύβδου-οξέος είναι συνήθως 50-70 wh / g. Η ενεργειακή πυκνότητα κατά βάρος των μπαταριών λιθίου είναι 3-5 φορές μεγαλύτερη από εκείνη των μπαταριών μολύβδου-οξέος. Αυτό σημαίνει ότι, για την ίδια χωρητικότητα, μια μπαταρία μολύβδου-οξέος ζυγίζει 3-5 φορές περισσότερο από μια μπαταρία λιθίου. Επομένως, οι μπαταρίες λιθίου υπερτερούν σαφώς στη μείωση του βάρους των συσκευών αποθήκευσης ενέργειας. Η ογκομετρική ενεργειακή πυκνότητα μιας μπαταρίας λιθίου είναι συνήθως περίπου 1,5 φορές μεγαλύτερη από εκείνη μιας μπαταρίας μολύβδου-οξέος. Έτσι, για την ίδια χωρητικότητα, μια μπαταρία λιθίου είναι περίπου 30% μικρότερη. Σήμερα, τα δημοφιλέστερα υλικά είναι τα τριαδικά υλικά και το φωσφορικό λίθιο-σίδηρο. Οι τριαδικές μπαταρίες ισχύος λιθίου έχουν συνήθως πάνω από 500 κύκλους φόρτισης. Οι μπαταρίες φωσφορικού λιθίου-σιδήρου έχουν πάνω από 600 κύκλους. Αντίθετα, οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος έχουν συνήθως μόνο 300-350 κύκλους. Έτσι, η διάρκεια ζωής μιας μπαταρίας λιθίου είναι περίπου 1-2 φορές μεγαλύτερη από εκείνη μιας μπαταρίας μολύβδου-οξέος.
Ωστόσο, μέχρι σήμερα, οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σε ορισμένα μεγάλα μηχανήματα, όπως τα αυτοκίνητα και τα φουσκωτά σκάφη ψαρέματος. Σύμφωνα με την έρευνα, το 86% των πελατών επιλέγει μπαταρίες μολύβδου-οξέος. Οι μπαταρίες λιθίου είναι ελαφριές, μικρές και έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής. Γιατί, λοιπόν, εξακολουθούν οι άνθρωποι να χρησιμοποιούν μπαταρίες μολύβδου-οξέος;
1. Κατάλληλες για ευρύ φάσμα εφαρμογών
Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος έχουν καλή απόδοση σε χαμηλές θερμοκρασίες και σε υψηλά ρεύματα. Κατά την εκφόρτιση με ρυθμό 10C σε θερμοκρασία -10 ° C, μπορούν να διατηρήσουν τάση πάνω από 10V για περισσότερα από 90s. Αυτό αρκεί για να αντεπεξέλθουν στις αντίξοες συνθήκες στις περισσότερες περιοχές. Αντίθετα, η απόδοση των μπαταριών ιόντων λιθίου σε χαμηλές θερμοκρασίες είναι πολύ χειρότερη. Η απόδοση εκφόρτισης μειώνεται δραστικά στις χαμηλές θερμοκρασίες και η πρακτική χρήση τους σε περιοχές με χαμηλές θερμοκρασίες είναι δύσκολη. Επιπλέον, κατά την εκκίνηση του κινητήρα, το στιγμιαίο ρεύμα είναι σχετικά υψηλό, ενώ μπορεί να είναι ακόμη υψηλότερο σε κινητήρες μεγάλης ισχύος. Όσον αφορά τα σημερινά υλικά της θετικής και της αρνητικής ηλεκτροδίων των μπαταριών ιόντων λιθίου, ο γραφίτης και το οξείδιο του λιθίου-κοβαλτίου δεν είναι υλικά ανόδου υψηλής ισχύος. Η απόδοσή τους μειώνεται δραστικά σε υψηλή ισχύ. Επομένως, οι μπαταρίες λιθίου δεν είναι κατάλληλες για χρήση σε περιβάλλοντα χαμηλής θερμοκρασίας, ενώ οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος αποδίδουν πολύ καλύτερα σε αυτές τις συνθήκες.
2. Υψηλή ασφάλεια
Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος είναι εξαιρετικά ασφαλείς σε σύγκριση με τα σημερινά συστήματα μπαταριών.
1) Η ικανότητά τους να λειτουργούν με υψηλά ρεύματα σημαίνει ότι δεν είναι επιρρεπείς σε ατυχήματα.
2) Ακόμη και σε περίπτωση ατυχήματος, τα υλικά του θετικού και του αρνητικού ηλεκτροδίου είναι ενώσεις μολύβδου. Το ηλεκτρολυτικό υγρό είναι επίσης διάλυμα θειικού οξέος. Δεν είναι εύφλεκτα και μπορούν να προκαλέσουν μόνο την καύση των γύρω εξαρτημάτων. Το υλικό του αρνητικού ηλεκτροδίου στις μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι ο γραφίτης, ένα είδος άνθρακα που είναι εύφλεκτο. Ο ηλεκτρολύτης είναι ένας εστερικός διαλύτης με άλας λιθίου. Ο εστερικός διαλύτης δεν είναι μόνο εύφλεκτος αλλά και εξαιρετικά πτητικός. Αν απελευθερωθεί μεγάλη ποσότητα θερμότητας, μπορεί να προκληθεί πυρκαγιά ή ακόμη και έκρηξη. Οι συγκρούσεις είναι αναπόφευκτες κατά την οδήγηση ενός σκάφους και οι συνέπειες μιας έκρηξης είναι αδιανόητες.
3) Στις μπαταρίες ιόντων λιθίου, κατά την εκφόρτιση με υψηλό ρεύμα σχηματίζονται συχνά δενδρίτες λιθίου στο αρνητικό ηλεκτρόδιο. Αυτό μπορεί να προκαλέσει εσωτερικό βραχυκύκλωμα και έκρηξη της μπαταρίας. Πρόκειται για κοινά αποδεκτό γεγονός στη βιομηχανία μπαταριών λιθίου. Στην πραγματικότητα, υπάρχουν και πολλά άλλα προβλήματα. Ένα σημαντικό ζήτημα είναι η σταθερότητα του υλικού των ηλεκτροδίων, η οποία επηρεάζεται από την παρατεταμένη υψηλή κατάσταση φόρτισης (SOC) της μπαταρίας.
3. Χαμηλό κόστος
Το κόστος των μπαταριών μολύβδου-οξέος είναι αναμφίβολα το χαμηλότερο. Οι απαιτήσεις για τα υλικά των ηλεκτροδίων, τους ηλεκτρολύτες και το περιβάλλον συναρμολόγησης είναι πολύ χαμηλότερες από ό,τι για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου. Για την ίδια χωρητικότητα, οι μπαταρίες λιθίου κοστίζουν περίπου 3-5 φορές περισσότερο από τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος. Με τα χρήματα μιας μπαταρίας λιθίου μπορεί κανείς να αγοράσει 3-5 μπαταρίες μολύβδου-οξέος. Παρόλο που οι μπαταρίες λιθίου διαρκούν περισσότερο, εξακολουθούν να απέχουν πολύ από το να καλύψουν τις απαιτήσεις των πελατών.
4. Υψηλό ποσοστό ανακύκλωσης
Λέγεται ότι οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος ρυπαίνουν το περιβάλλον, ενώ οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι φιλικές προς το περιβάλλον. Στην πραγματικότητα, αυτό είναι μια μεγάλη παρανόηση. Σήμερα, το σημαντικότερο πλεονέκτημα των μπαταριών μολύβδου-οξέος είναι ο μηχανισμός ανακύκλωσής τους. Χρησιμοποιούνται πλέον σε κινητήρες και ως μπαταρίες εκκίνησης. Πρόκειται για δύο τομείς με σαφώς καθορισμένη διαδικασία: οι χρήστες επιστρέφουν σε ειδικά καταστήματα για να αλλάξουν μπαταρία. Γιατί; Μπορούν να ανταλλάξουν τις παλιές μπαταρίες με χρήματα και να αγοράσουν καινούργιες! Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου περιέχουν λιγότερα βαρέα μέταλλα. Μόνο το υλικό του θετικού ηλεκτροδίου περιέχει κοβάλτιο. Ωστόσο, χρησιμοποιούνται ευρέως σε όλο τον κόσμο. Μακροπρόθεσμα, αυτό εξακολουθεί να αποτελεί πρόβλημα, αλλά δεν υπάρχει μηχανισμός που να ασχολείται με αυτό το ζήτημα ή να ανακυκλώνει τις μπαταρίες λιθίου.
Συνοψίζοντας, παρόλο που οι μπαταρίες λιθίου είναι μικρές, ελαφριές και έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής, εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται κυρίως σε κινητά τηλέφωνα, tablet και φορητούς υπολογιστές. Οι μεγάλες συσκευές που κυκλοφορούν σήμερα στην αγορά χρησιμοποιούν μπαταρίες μολύβδου-οξέος. Όσον αφορά την καταλληλότητα, την ασφάλεια και το κόστος, οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος εξακολουθούν να υπερτερούν των μπαταριών λιθίου ως πηγή ενέργειας για ηλεκτρικούς κινητήρες σκαφών.
