¿Por qué los motores de barcos eléctricos funcionan con baterías de plomo-ácido?

Hay dos tipos de pilas para el motor de barco eléctrico, que son batería de plomo-ácido y batería de litio. Tienen características únicas desde las perspectivas de densidad de energía de peso, densidad de energía volumétrica, vida útil, precio, aplicabilidad, política nacional, etc.

La densidad de energía de la batería de litio actual es generalmente 200-260 wh / g, el ácido de plomo es generalmente 50-70 wh / g. La batería de litio de densidad de energía de peso es 3-5 veces mayor que el ácido de plomo. Significa que en la misma capacidad, el peso de la batería de ácido es de 3 a 5 veces mayor que el de la batería de litio. Entonces, la batería de litio tiene una ventaja absoluta en la reducción de peso del dispositivo de almacenamiento de energía. La densidad de capacidad de volumen de una batería de litio suele ser aproximadamente 1,5 veces la de una batería de plomo-ácido. Entonces, en el caso de la misma capacidad, la batería de litio es aproximadamente 30% más pequeña que la batería de plomo-ácido. En la actualidad, los sistemas de materiales más populares son el ternario y el hierro-litio. El número de ciclos de las baterías de litio de potencia ternaria suele ser más de 500 veces. El número de ciclos de las baterías de fosfato de hierro y litio es más de 600 veces. Y el número de ciclos de las baterías de plomo-ácido suele ser de solo 300-350. Por lo tanto, la vida útil de una batería de litio es aproximadamente 1 o 2 veces mayor que la de una batería de plomo-ácido.

Pero hasta ahora, las baterías de plomo-ácido todavía se usan en algunas máquinas a gran escala, como automóviles y botes de goma para pescar. Según la encuesta, 86% de los clientes eligen usar baterías de plomo-ácido. La batería de litio es liviana, de tamaño pequeño y tiene un ciclo de vida prolongado. Pero, ¿por qué la gente todavía usa baterías de plomo-ácido?

1. Buena aplicabilidad

La batería de plomo-ácido tiene un buen rendimiento a baja temperatura y un rendimiento de alta corriente. Cuando se descarga a una velocidad de 10 C a una temperatura de -10 ° C, el voltaje superior a 10 V puede mantenerse durante más de 90 s. Es suficiente para hacer frente al entorno hostil en la mayoría de las áreas. Mientras que el rendimiento a baja temperatura de las baterías de iones de litio es mucho peor. El rendimiento de descarga a bajas temperaturas se verá drásticamente atenuado. Y es difícil lograr aplicaciones prácticas en áreas de baja temperatura. En segundo lugar, las características de alta corriente, la corriente instantánea es relativamente grande cuando el motor arranca. Y el motor de alta potencia puede ser mayor. En cuanto a los materiales positivos y negativos actuales de la batería de iones de litio, grafito y óxido de cobalto de litio, ninguno de ellos pertenece al material del ánodo de alta potencia. El rendimiento se reduce drásticamente a alta potencia. Por lo tanto, las baterías de litio no son adecuadas para su uso en entornos de baja temperatura. Mientras que las baterías de plomo ácido funcionarán mucho mejor en estas áreas.

2. Buena seguridad

La seguridad de las baterías de plomo-ácido es extremadamente alta en los sistemas de baterías actuales.

1) El alto rendimiento actual significa que la batería no es propensa a accidentes.

2) Incluso en caso de accidente, los materiales positivo y negativo son compuestos de plomo. El líquido de electrólisis es también una solución de ácido sulfúrico. No son inflamables y solo pueden causar que las partes circundantes se quemen. El material del electrodo negativo de la batería de iones de litio es grafito y un tipo de material de carbono es una sustancia inflamable. El electrolito es un disolvente de éster y una sal de litio. El disolvente de éster no solo es inflamable sino también extremadamente volátil. Una vez que se libera una gran cantidad de calor o es probable que se queme o incluso explote durante una colisión, las colisiones son inevitables cuando se conduce un barco. Una vez que las consecuencias de la explosión son inimaginables.

3) Las baterías de iones de litio tienden a formar dendritas de litio en el electrodo negativo durante la descarga de alta corriente. Causando cortocircuito interno y explosión de la batería. Es un consenso en la industria de las baterías de litio. De hecho, existen muchos otros problemas. Un gran problema es la estabilidad del material del electrodo, causado por el alto estado de carga (SOC) a largo plazo de la batería.

3. Bajo costo

El costo de las baterías de plomo-ácido es sin duda el más bajo. Los requisitos de materiales de electrodos, electrolitos o entorno de montaje son mucho más bajos que los de las baterías de iones de litio. En el caso de la misma capacidad, el precio de la batería de litio es de 3 a 5 veces mayor que el de la batería de plomo-ácido. El dinero utilizado para comprar una batería de litio puede comprar de 3 a 5 baterías de plomo-ácido. Aunque la batería de litio es duradera, todavía está lejos de cumplir con los requisitos de los clientes.

4. Alto reciclaje

La gente decía que las baterías de plomo-ácido contaminaban el medio ambiente, las baterías de iones de litio eran respetuosas con el medio ambiente. De hecho, este es un gran malentendido. En la actualidad, la mejor parte de las baterías de plomo-ácido es el mecanismo de reciclaje. Las baterías de plomo-ácido ahora se utilizan en el campo de los motores y las fuentes de alimentación de arranque. Estas dos áreas están muy dirigidas, es decir, los usuarios regresan a las tiendas especiales para cambiar las baterías cuando cambian las baterías. ¿Por qué? ¡Puedes intercambiar baterías viejas por dinero y comprar otras nuevas! La batería de iones de litio contiene menos metales pesados. Solo el material del electrodo positivo contiene metal cobalto. Pero tiene un gran volumen de usuarios en el mundo. A la larga, esto sigue siendo un problema, pero no hay ningún mecanismo que preste atención a este problema, ningún mecanismo que recicle las baterías de litio.

En resumen, aunque la batería de litio es pequeña en tamaño, liviana y de larga vida útil, todavía se usa en teléfonos móviles, tabletas y baterías de computadoras. Para dispositivos grandes, actualmente en el mercado se utilizan baterías de plomo-ácido. En términos de aplicabilidad, seguridad y costo, las baterías de plomo-ácido siguen siendo superiores a las baterías de litio como fuente de energía para motor de barco eléctrico.