Pliiakud ja liitiumakud
1. Plii-happeakud
1.1 Mis on plii-happeakud?
● Pliiaku on aku, mille elektroodid on peamiselt valmistatudjuhtimaja selleoksiidid, ja mille elektrolüüt onväävelhappe lahus.
● Üheelemendilise pliiaku nimipinge on2,0 V, mida saab tühjendada kuni 1,5 V ja laadida kuni 2,4 V.
● Rakendustes6 üherakulistpliiakud ühendatakse sageli järjestikku, et moodustada nimiväärtus12Vpliiaku.
1.2 Plii-happeaku struktuur
● Pliiakude tühjenemise olekus on positiivse elektroodi põhikomponent pliidioksiid ja vool liigub positiivselt elektroodilt negatiivsele elektroodile ning negatiivse elektroodi põhikomponendiks on plii.
● Pliiakude laetuse olekus on positiivse ja negatiivse elektroodi põhikomponendid pliisulfaat ning vool liigub positiivselt elektroodilt negatiivsele elektroodile.
●Grafeenpatareid: grafeeni juhtivad lisandidlisatakse positiivsete ja negatiivsete elektroodide materjalidele,Grafeenkomposiitelektroodide materjalidlisatakse positiivsele elektroodile jagrafeeni funktsionaalsed kihidlisatakse juhtivatele kihtidele.
1.3 Mida tunnistusel olev teave esindab?
●6-DZF-20:6 tähendab, et neid on6 võrku, igal võrgul on pinge2V, ja järjestikku ühendatud pinge on 12 V ja 20 tähendab, et aku mahutavus on20 AH.
● D (elektriline), Z (toitega), F (klapiga reguleeritav hooldusvaba aku).
●DZM:D (elektriline), Z (võibiga sõiduk), M (suletud hooldusvaba aku).
●EVF:EV (akusõiduk), F (klapiga reguleeritav hooldusvaba aku).
1.4 Erinevus juhitava ja suletud ventiili vahel
●Klapiga reguleeritav hooldusvaba aku:hoolduseks pole vaja vett ega hapet lisada, aku ise on suletud struktuur,ei leki happeid ega happeudu, ühesuunalise turvalisusegaväljalaskeklapp, kui sisemine gaas ületab teatud väärtuse, avaneb väljalaskeklapp automaatselt gaasi väljalaskmiseks
●Suletud hooldusvaba pliiaku:kogu aku ontäielikult suletud (aku redoksreaktsioon ringleb suletud kesta sees), nii et hooldusvabal akul pole "kahjuliku gaasi" ülevoolu
2. Liitiumakud
2.1 Mis on liitiumakud?
● Liitiumakud on teatud tüüpi akud, mis kasutavadliitium metall or liitiumi sulampositiivsete/negatiivsete elektroodide materjalidena ja kasutab mittevesipõhiseid elektrolüütide lahuseid.(liitiumisoolad ja orgaanilised lahustid)
2.2 Liitiumpatareide klassifikatsioon
●Liitiumpatareid võib laias laastus jagada kahte kategooriasse: liitiummetallist akud ja liitiumioonakud.Liitiumioonakud on ohutuse, erivõimsuse, isetühjenemise kiiruse ning jõudluse ja hinna suhte poolest paremad kui liitiummetalliakud.
● Oma kõrgete tehnoloogiliste nõuete tõttu toodavad seda tüüpi liitiumakusid vaid mõne riigi ettevõtted.
2.3 Liitiumioonaku
| Positiivsete elektroodide materjalid | Nimipinge | Energiatihedus | Tsükli eluiga | Maksumus | Turvalisus | Tsükli ajad | Tavaline töötemperatuur |
| Liitiumkoobaltoksiid (LCO) | 3,7 V | Keskmine | Madal | Kõrge | Madal | ≥500 300-500 | Liitiumraudfosfaat: -20 ℃ ~ 65 ℃ Kolmekomponentne liitium: -20 ℃ ~ 45 ℃Kolmekomponentsed liitiumakud on madalatel temperatuuridel tõhusamad kui liitiumraudfosfaat, kuid ei ole kõrgete temperatuuride suhtes nii vastupidavad kui liitiumraudfosfaat.See sõltub aga iga akutehase konkreetsetest tingimustest. |
| Liitiummangaanoksiid (LMO) | 3,6 V | Madal | Keskmine | Madal | Keskmine | ≥500 800-1000 | |
| Liitiumnikkeloksiid (LNO) | 3,6 V | Kõrge | Madal | Kõrge | Madal | Andmed puuduvad | |
| Liitiumraudfosfaat (LFP) | 3,2 V | Keskmine | Kõrge | Madal | Kõrge | 1200-1500 | |
| Nikkelkoobalt-alumiinium (NCA) | 3,6 V | Kõrge | Keskmine | Keskmine | Madal | ≥500 800-1200 | |
| Nikkel-koobaltmangaan (NCM) | 3,6 V | Kõrge | Kõrge | Keskmine | Madal | ≥1000 800-1200 |
●Negatiivse elektroodi materjalid:Enamasti kasutatakse grafiiti.Lisaks saab negatiivse elektroodi jaoks kasutada ka liitiummetalli, liitiumisulamit, räni-süsinik negatiivset elektroodi, oksiidnegatiivse elektroodi materjale jne
● Võrdluseks, liitiumraudfosfaat on kõige kuluefektiivsem positiivse elektroodi materjal.
2.4 Liitium-ioonaku kuju klassifikatsioon
Silindriline liitiumioonaku
Prismaatiline liitiumioonaku
Nupuga liitiumioonaku
Erikujuline liitiumioonaku
Pehme aku
● Elektrisõidukite akude levinumad kujundid:silindriline ja pehme pakend
● Silindriline liitiumaku:
● Eelised: küps tehnoloogia, madal hind, väike energiaallikas, lihtne juhtida, hea soojuse hajumine
● Puudused:suur hulk akupakke, suhteliselt suur kaal, veidi väiksem energiatihedus
● Pehme liitiumaku:
● Eelised: üksteise peale asetatud tootmismeetod, õhem, kergem, suurem energiatihedus, rohkem variatsioone akuploki moodustamisel
● Puudused:aku halb üldine jõudlus (konsistents), ei talu kõrgeid temperatuure, ei ole lihtne standardida, kõrge hind
● Milline kuju sobib liitiumakudele paremini?Tegelikult pole absoluutset vastust, see sõltub peamiselt nõudlusest
● Kui soovite odavat ja head üldist jõudlust: silindriline liitiumaku > pehme paketi liitiumaku
● Kui soovite väikese suurusega, kerget ja suure energiatihedusega: pehme liitiumaku > silindriline liitiumaku
2.5 Liitiumaku struktuur
● 18650: 18 mm näitab aku läbimõõtu, 65 mm näitab aku kõrgust, 0 tähistab silindrilist kuju, ja nii edasi
● 12v20ah liitiumaku arvutamine: oletagem, et 18650 aku nimipinge on 3,7V (4,2V täislaadimisel) ja võimsus on 2000ah (2ah).
● 12 V saamiseks vajate 3 18650 akut (12/3,7≈3)
● 20ah, 20/2=10 saamiseks vajate 10 rühma akusid, millest igaühes on 3 12V.
● 3 järjestikku on 12 V, 10 paralleelselt 20ah, st 12v20ah (kokku on vaja 30 18650 rakku)
● Tühjenemisel liigub vool negatiivselt elektroodilt positiivsele elektroodile
● Laadimisel liigub vool positiivselt elektroodilt negatiivsele elektroodile
3. Liitiumaku, pliiaku ja grafeenaku võrdlus
| Võrdlus | Liitiumaku | Pliiaku | Grafeen aku |
| Hind | Kõrge | Madal | Keskmine |
| Ohutusfaktor | Madal | Kõrge | Suhteliselt kõrge |
| Maht ja kaal | Väike suurus, kerge kaal | Suur suurus ja raske kaal | Suur maht, raskem kui pliiaku |
| Aku kestvus | Kõrge | Tavaline | Kõrgem kui pliiaku, madalam kui liitiumaku |
| Eluaeg | 4 aastat (kolmekomponentne liitium: 800-1200 korda liitiumraudfosfaat: 1200-1500 korda) | 3 aastat (3-500 korda) | 3 aastat (>500 korda) |
| Kaasaskantavus | Paindlik ja lihtne kaasas kanda | Tasuda ei saa | Tasuda ei saa |
| Remont | Ei ole parandatav | Parandatav | Parandatav |
● Pole absoluutset vastust küsimusele, milline aku on elektrisõidukite jaoks parem.See sõltub peamiselt akude nõudlusest.
● Aku kasutusea ja tööea osas: liitiumaku > grafeen > pliihape.
● Hinna ja ohutusteguri osas: pliihape > grafeen > liitiumaku.
● Kaasaskantavuse osas: liitiumaku > pliihape = grafeen.
4. Akuga seotud sertifikaadid
● Pliiaku: kui pliiaku läbib vibratsiooni, rõhuerinevuse ja 55°C temperatuuritestid, võib selle tavapärasest kaubaveost vabastada.Kui see ei läbi kolme katset, klassifitseeritakse see ohtlike kaupade kategooriasse 8 (söövitavad ained)
● Ühised sertifikaadid hõlmavad järgmist:
●Keemiakaupade ohutu transpordi sertifikaat(õhu-/meretransport);
●MSDS(MATERJALI OHUTUSKAART);
● Liitiumaku: klassifitseeritud ohtlike kaupade ekspordiks klass 9
● Ühised sertifikaadid hõlmavad järgmist: liitiumakud on tavaliselt UN38.3, UN3480, UN3481 ja UN3171, ohtlike kaupade paki sertifikaat, kaubaveotingimuste hindamisaruanne
●ÜRO38.3ohutuskontrolli aruanne
●UN3480liitium-ioonakupakett
●UN3481Seadmesse paigaldatud liitiumioonaku või elektrooniline liitiumpatarei ja seadmed kokku pakitud (sama ohtlike kaupade kapp)
●UN3171akutoitel sõiduk või akutoitel varustus (autosse pandud aku, sama ohtlike kaupade kapp)
5. Probleemid akuga
● Pliiakusid kasutatakse pikka aega ning aku sees olevad metallühendused võivad puruneda, põhjustades lühiseid ja isesüttimist.Liitiumakude kasutusiga on möödas ning aku südamik vananeb ja lekib, mis võib kergesti põhjustada lühiseid ja kõrgeid temperatuure.
Plii-happeakud
Liitiumaku
● Volitamata muutmine: kasutajad muudavad aku vooluringi ilma loata, mis mõjutab sõiduki elektriahela ohutust.Ebaõige muutmine põhjustab sõiduki vooluringi ülekoormamist, ülekoormust, kuumenemist ja lühistamist.
Plii-happeakud
Liitiumaku
● Laadija rike.Kui laadija jääb pikaks ajaks autosse ja väriseb, on laadija kondensaatorite ja takistite lõdvenemine lihtne, mis võib kergesti viia aku ülelaadimiseni.Vale laadija võtmine võib samuti põhjustada ülelaadimist.
● Elektrijalgrattad on päikese käes.Suvel on temperatuur kõrge ja elektrijalgrattaid ei sobi õues päikese käes parkida.Temperatuur aku sees tõuseb jätkuvalt.Kui laadite akut kohe pärast töölt koju jõudmist, jätkab aku sisetemperatuuri tõusu.Kui see saavutab kriitilise temperatuuri, on see kergesti isesüttiv.
● Tugeva vihma korral on elektrimootorrattad kergesti vees läbi imbunud.Liitiumakusid ei saa kasutada pärast vees leotamist.Pliiakuga elektrisõidukid tuleb pärast vees leotamist remonditöökojas parandada.
6. Akude ja muu igapäevane hooldus ja kasutamine
● Vältige aku ülelaadimist ja tühjenemist
Ülelaadimine:Üldiselt kasutatakse Hiinas laadimiseks laadimisvaiasid.Kui see on täielikult laetud, lülitub toiteallikas automaatselt lahti.Laadijaga laadimisel katkestatakse toide automaatselt, kui see on täielikult laetud.Lisaks tavalistele täislaadimise väljalülitusfunktsioonita laadijatele jätkavad need täislaadimisel laadimist väikese vooluga, mis mõjutab eluiga pikka aega;
Liigne tühjendamine:Üldiselt soovitatakse akut laadida siis, kui võimsust on jäänud 20%.Pikaajaline väikese võimsusega laadimine põhjustab aku alapinge ja seda ei pruugita laadida.See tuleb uuesti aktiveerida ja seda ei pruugita aktiveerida.
● Vältige selle kasutamist kõrge ja madala temperatuuri tingimustes.Kõrge temperatuur intensiivistab keemilist reaktsiooni ja tekitab palju soojust.Kui kuumus saavutab teatud kriitilise väärtuse, põhjustab see aku põlemise ja plahvatuse.
● Vältige kiirlaadimist, mis põhjustab muutusi sisemises struktuuris ja ebastabiilsust.Samal ajal aku kuumeneb ja mõjutab aku tööiga.Vastavalt erinevate liitiumakude omadustele vähendab 20A liitiummangaanoksiid aku puhul 5A laadija ja 4A laadija kasutamine samadel kasutustingimustel 5A laadija kasutamine tsüklit umbes 100 korda.
●Kui elektrisõidukit pikka aega ei kasutata, proovige seda laadida kord nädalas või iga kord 15 päeva.Pliiaku ise tarbib iga päev umbes 0,5% oma energiast.Uuele autole paigaldamisel kulub see kiiremini.
Ka liitiumakud tarbivad energiat.Kui akut ei laeta pikka aega, on see voolukatkes ja aku võib olla kasutuskõlbmatu.
Täiesti uus aku, mida pole lahti pakkinud, tuleb laadida üks kord kauemaks kui100 päeva.
●Kui akut on pikka aega kasutatudaega ja madala efektiivsusega, võivad professionaalid lisada pliiakule elektrolüüti või vett, et seda teatud aja jooksul edasi kasutada, kuid tavaolukorras on soovitatav uus aku otse välja vahetada.Liitiumaku efektiivsus on madal ja seda ei saa parandada.Soovitatav on uus aku otse välja vahetada.
●Laadimisprobleem: Laadija peab kasutama sobivat mudelit.60 V ei saa laadida 48 V akusid, 60 V pliihappega ei saa laadida 60 V liitiumakusid japliihappelaadijaid ja liitiumakulaadijaid ei saa kasutada vaheldumisi.
Kui laadimisaeg on tavapärasest pikem, on soovitatav laadimiskaabel lahti ühendada ja laadimine peatada.Pöörake tähelepanu sellele, kas aku on deformeerunud või kahjustatud.
●Aku tööiga = pinge × aku amper × kiirus ÷ mootori võimsus See valem ei sobi kõigile mudelitele, eriti suure võimsusega mootorimudelitele.Koos enamiku naissoost kasutajate kasutusandmetega on meetod järgmine:
48 V liitiumaku, 1A = 2,5 km, 60 V liitiumaku, 1A = 3 km, 72 V liitiumaku, 1A = 3,5 km, pliiaku on umbes 10% vähem kui liitiumaku.
48V aku töötab 2,5 kilomeetrit ampri kohta (48V20A 20×2,5=50 kilomeetrit)
60V aku töötab 3 kilomeetrit ampri kohta (60V20A 20×3=60 kilomeetrit)
72V aku töötab 3,5 kilomeetrit ampri kohta (72V20A 20×3,5=70 kilomeetrit)
●Aku/laadija A võimsus on võrdne laadimisajaga, laadimisaeg = aku mahutavus/laadija Arv, näiteks 20A/4A = 5 tundi, kuid kuna laadimise efektiivsus on pärast laadimist aeglasem 80%-ni (impulss vähendab voolu), kirjutatakse see tavaliselt 5-6 tundi või 6-7 tundi (kindlustuse jaoks)
