Existem dois tipos de baterias para o motor elétrico para barcos: baterias de chumbo-ácido e baterias de lítio. Elas têm características únicas em relação à densidade de energia por peso, à densidade de energia volumétrica, à vida útil, ao preço, à aplicabilidade, às políticas nacionais, entre outros aspectos.
Atualmente, a densidade de energia das baterias de lítio costuma ser de 200-260 wh / g, enquanto a das baterias de chumbo-ácido geralmente é de 50-70 wh / g. A densidade de energia por peso das baterias de lítio é de 3 a 5 vezes maior que a das baterias de chumbo-ácido. Isso significa que, para a mesma capacidade, uma bateria de chumbo-ácido pesa de 3 a 5 vezes mais que uma bateria de lítio. Por isso, as baterias de lítio têm uma vantagem absoluta na redução do peso dos dispositivos de armazenamento de energia. A densidade de capacidade por volume de uma bateria de lítio costuma ser cerca de 1,5 vez maior que a de uma bateria de chumbo-ácido. Assim, para a mesma capacidade, a bateria de lítio é cerca de 30% menor que a de chumbo-ácido. Atualmente, os sistemas de materiais mais populares são os de lítio ternário e lítio-ferro. As baterias de lítio ternárias costumam ter mais de 500 ciclos de vida. As baterias de fosfato de ferro-lítio têm mais de 600 ciclos. Já as baterias de chumbo-ácido geralmente têm apenas 300-350 ciclos. Portanto, a vida útil de uma bateria de lítio é cerca de 1-2 vezes maior que a de uma bateria de chumbo-ácido.
Mesmo assim, baterias de chumbo-ácido ainda são usadas em algumas máquinas de grande porte, como carros e barcos infláveis de pesca. De acordo com a pesquisa, 86% dos clientes optam por usar baterias de chumbo-ácido. As baterias de lítio são leves, compactas e têm uma longa vida útil. Mas por que as pessoas ainda usam baterias de chumbo-ácido?
1. Boa aplicabilidade
As baterias de chumbo-ácido têm bom desempenho em baixas temperaturas e com correntes elevadas. Ao descarregar a uma taxa de 10C, a -10 ° C, a tensão acima de 10V pode ser mantida por mais de 90s. Isso é suficiente para enfrentar condições adversas na maioria das regiões. Já o desempenho das baterias de íons de lítio em baixas temperaturas é muito pior. O desempenho de descarga em baixas temperaturas cai drasticamente, dificultando seu uso prático em regiões frias. Além disso, há as características de alta corrente: a corrente instantânea é relativamente alta quando o motor é ligado, e pode ser ainda maior em motores de alta potência. Quanto aos materiais atuais dos eletrodos positivo e negativo das baterias de íons de lítio, o grafite e o óxido de lítio-cobalto não são materiais de ânodo de alta potência. O desempenho cai drasticamente em alta potência. Por isso, as baterias de lítio não são adequadas para uso em ambientes de baixa temperatura. Já as baterias de chumbo-ácido têm desempenho muito melhor nessas condições.
2. Boa segurança
A segurança das baterias de chumbo-ácido é extremamente alta entre os sistemas de baterias atuais.
1) O bom desempenho com corrente elevada significa que a bateria tem menor probabilidade de sofrer acidentes.
2) Mesmo em caso de acidente, os materiais dos eletrodos positivo e negativo são compostos de chumbo. O eletrólito também é uma solução de ácido sulfúrico. Eles não são inflamáveis e só podem fazer com que as peças ao redor peguem fogo. O material do eletrodo negativo das baterias de íons de lítio é o grafite, e esse tipo de material à base de carbono é inflamável. O eletrólito é composto por um solvente éster e um sal de lítio. O solvente éster não é apenas inflamável, mas também extremamente volátil. Quando uma grande quantidade de calor é liberada, há risco de incêndio ou até explosão durante uma colisão. Colisões são inevitáveis ao navegar. As consequências de uma explosão são inimagináveis.
3) As baterias de íons de lítio tendem a formar dendritos de lítio no eletrodo negativo durante descargas com corrente elevada, o que pode causar um curto-circuito interno e a explosão da bateria. Isso é consenso na indústria de baterias de lítio. Na verdade, existem muitos outros problemas. Um dos principais é a estabilidade do material do eletrodo, afetada pelo longo período em que a bateria permanece com alto estado de carga (SOC).
3. Baixo custo
Sem dúvida, as baterias de chumbo-ácido têm o menor custo. Os requisitos para os materiais dos eletrodos, os eletrólitos e o ambiente de montagem são muito menos rigorosos que os das baterias de íons de lítio. Para a mesma capacidade, as baterias de lítio custam cerca de 3-5 vezes mais que as baterias de chumbo-ácido. Com o dinheiro usado para comprar uma bateria de lítio, é possível comprar de 3 a 5 baterias de chumbo-ácido. Embora as baterias de lítio durem mais, ainda estão longe de atender às expectativas dos clientes.
4. Alta reciclabilidade
Dizem que as baterias de chumbo-ácido poluem o meio ambiente, enquanto as baterias de íons de lítio são ecológicas. Na verdade, isso é um grande equívoco. Atualmente, o maior ponto forte das baterias de chumbo-ácido é o sistema de reciclagem. Elas são usadas em motores e sistemas de alimentação de partida. Essas duas áreas são bem direcionadas: quando precisam trocar a bateria, os usuários retornam a lojas especializadas. Por quê? É possível trocar baterias usadas por dinheiro e comprar novas! As baterias de íons de lítio contêm menos metais pesados. Apenas o material do eletrodo positivo contém cobalto. Porém, seu uso é amplo em todo o mundo. A longo prazo, isso ainda é um problema, mas não há mecanismos voltados para essa questão nem sistemas de reciclagem de baterias de lítio.
Em resumo, embora as baterias de lítio sejam compactas, leves e tenham longa vida útil, ainda são usadas em celulares, tablets e computadores. Os equipamentos de grande porte disponíveis atualmente no mercado usam baterias de chumbo-ácido. Em termos de aplicabilidade, segurança e custo, as baterias de chumbo-ácido ainda são superiores às de lítio como fonte de energia para o motor elétrico para barcos.
