מדוע מנוע סירה חשמלי מופעל באמצעות סוללות עופרת?

ישנם שני סוגים של סוללות עבור מנוע סירה חשמלית, שהן סוללת עופרת וסוללת ליתיום. יש להם תכונות ייחודיות מנקודות מבט של צפיפות אנרגיה במשקל, צפיפות אנרגיה נפחית, חיי שירות, מחיר, ישימות, מדיניות לאומית וכו'.

צפיפות האנרגיה הנוכחית של סוללת הליתיום היא בדרך כלל 200-260 Wh/g, חומצת עופרת היא בדרך כלל 50-70 Wh/g. סוללת הליתיום בצפיפות אנרגית המשקל היא פי 3-5 מחומצת העופרת. זה אומר באותה קיבולת, המשקל של סוללת החומצה הוא פי 3-5 מזה של סוללת הליתיום. אז לסוללת הליתיום יש יתרון מוחלט בהפחתת המשקל של התקן אחסון האנרגיה. צפיפות קיבולת הנפח של סוללת ליתיום היא בדרך כלל פי 1.5 בערך מזו של סוללת עופרת-חומצה. אז במקרה של אותה קיבולת, סוללת הליתיום קטנה ב-30% בערך מסוללת העופרת-חומצה. כיום, מערכות החומר הפופולריות יותר הן טרינריות וברזל-ליתיום. מספר המחזורים של סוללות ליתיום כוח טרינרי הוא בדרך כלל יותר מפי 500. מספר המחזורים של סוללות ליתיום ברזל פוספט הוא יותר מפי 600. ומספר המחזורים של סוללות חומצה עופרת הוא בדרך כלל רק 300-350. אז אורך החיים של סוללת ליתיום הוא בערך פי 1-2 מזה של סוללת עופרת-חומצה.

אבל עד כה, סוללות עופרת עדיין משמשות בכמה מכונות בקנה מידה גדול, כמו מכוניות וסירות גומי לדיג. על פי הסקר, 86% מהלקוחות בוחרים להשתמש בסוללות עופרת. סוללת הליתיום קלה במשקל, קטנה בגודלה ובעלת מחזור חיים ארוך. אבל למה אנשים עדיין משתמשים בסוללות עופרת?

1. ישימות טובה

לסוללת העופרת יש ביצועים טובים בטמפרטורה נמוכה וביצועי זרם גבוהים. בעת פריקה בקצב של 10C בטמפרטורה של -10 מעלות צלזיוס, ניתן להחזיק את המתח מעל 10V יותר מ-90 שניות. זה מספיק כדי להתמודד עם סביבה קשה ברוב התחומים. אמנם הביצועים בטמפרטורה נמוכה של סוללות ליתיום-יון גרועים בהרבה. ביצועי הפריקה בטמפרטורות נמוכות יוחלשו באופן דרסטי. וקשה להשיג יישומים מעשיים באזורים עם טמפרטורה נמוכה. שנית, מאפייני הזרם הגבוהים, הזרם המיידי גדול יחסית כאשר המנוע מופעל. ומנוע הכוח הגבוה עשוי להיות גבוה יותר. באשר לחומרים החיוביים והשליליים הנוכחיים של סוללת ליתיום יון, גרפיט ותחמוצת ליתיום קובלט, אף אחד מהם לא שייך לחומר האנודה בעל ההספק הגבוה. הביצועים יורדים באופן דרסטי בהספק גבוה. לכן, סוללות ליתיום אינן מתאימות לשימוש בסביבות טמפרטורה נמוכה. בעוד שסוללות חומצת עופרת יתפקדו הרבה יותר בתחומים אלה.

2. בטיחות טובה

הבטיחות של סוללות עופרת-חומצה גבוהה ביותר במערכות סוללות קיימות.

1) ביצועי הזרם הגבוהים פירושם שהסוללה אינה מועדת לתאונות.

2) גם במקרה של תאונה, החומרים החיוביים והשליליים הם תרכובות עופרת. נוזל האלקטרוליזה הוא גם תמיסת חומצה גופרתית. הם אינם דליקים, ויכולים לגרום רק לשריפה של החלקים שמסביב. חומר האלקטרודה השלילי של סוללת הליתיום יון הוא גרפיט, וסוג אחד של חומר פחמן הוא חומר דליק. האלקטרוליט הוא ממס אסטר ומלח ליתיום. ממס האסטר אינו רק דליק אלא גם נדיף ביותר. ברגע שכמות גדולה של חום משתחררת או צפויה להישרף או אפילו להתפוצץ במהלך התנגשות, התנגשויות הן בלתי נמנעות בעת נהיגה בספינה. ברגע שהשלכות הפיצוץ בלתי נתפסות.

3) סוללות ליתיום-יון נוטות ליצור דנדריטים ליתיום באלקטרודה השלילית במהלך פריקת זרם גבוה. גורם לקצר פנימי ופיצוץ של הסוללה. זה קונצנזוס בתעשיית סוללות הליתיום. למעשה, קיימות בעיות רבות אחרות. בעיה אחת גדולה היא היציבות של חומר האלקטרודה, הנגרמת על ידי מצב הטעינה הגבוה לטווח ארוך (SOC) של הסוללה.

3. עלות נמוכה

העלות של סוללות עופרת חומצה היא ללא ספק הנמוכה ביותר. הדרישות לחומרי אלקטרודה, אלקטרוליטים או סביבת הרכבה נמוכות בהרבה מסוללות ליתיום-יון. במקרה של אותה קיבולת, מחירי סוללת הליתיום הם בערך פי 3-5 מזה של סוללת עופרת-חומצה. הכסף המשמש לקניית סוללת ליתיום יכול לקנות 3-5 סוללות עופרת. אמנם סוללת הליתיום מתמשכת, אך עדיין רחוקה מלעמוד בדרישות הלקוחות.

4. מיחזור גבוה

אנשים אמרו שסוללות עופרת מזהמות את הסביבה, סוללות ליתיום-יון הן ידידותיות לסביבה. למעשה, זו אי הבנה גדולה. נכון לעכשיו, החלק הטוב ביותר של סוללות עופרת הוא מנגנון המיחזור. סוללות עופרת-חומצה משמשות כיום בתחום המנועים וספקי הכוח המתנעים. שני התחומים הללו ממוקדים מאוד, כלומר משתמשים חוזרים לחנויות מיוחדות כדי להחליף סוללות בעת החלפת סוללות. למה? אתה יכול להחליף סוללות ישנות לכסף ולקנות חדשות! סוללת הליתיום-יון מכילה פחות מתכות כבדות. רק חומר האלקטרודה החיובית מכיל מתכת קובלט. אבל יש לו נפח משתמשים גדול בעולם. בטווח הארוך זו עדיין בעיה, אבל אין מנגנון שמתייחס לנושא הזה, אין מנגנון מיחזור סוללות ליתיום.

לסיכום, למרות שסוללת הליתיום קטנה בגודלה, קלה במשקל וחיי שירות ארוכים, היא עדיין בשימוש בטלפונים ניידים, טאבלטים וסוללות מחשבים. עבור מכשירים גדולים, הם כיום בשוק משתמשים בסוללות עופרת. מבחינת ישימות, בטיחות ועלות, סוללות חומצת עופרת עדיין עדיפות על סוללות ליתיום כמקור אנרגיה עבור מנוע סירה חשמלית.