리튬 배터리, 그래핀 배터리, 납축 배터리 중 어느 것이 더 좋나요?

전기차가 대중화되면서 배터리에 관심을 갖는 사람들이 많아지고 있다. 배터리는 전기 자동차의 에너지 저장 창고입니다. 전기차는 충전 시 전기에너지를 화학에너지로 변환해 배터리에 저장한다. 전기자동차를 이용할 때 모터는 배터리 내의 화학에너지를 기계적 에너지로 변환하여 전기자동차가 도로를 달릴 수 있도록 해준다. 배터리는 전기자동차의 동력원이므로, 현재 전기자동차에는 어떤 배터리가 사용되고 있으며, 어떤 배터리가 더 좋은가요?

최근 전기 자동차의 급속한 발전으로 인해 전기 자동차에 사용되는 배터리는 크게 리튬 배터리, 그래핀 배터리 및 납축 배터리로 구분됩니다. 리튬 배터리, 그래핀 배터리, 납축 배터리 중 어느 것이 더 좋은가요?

리튬전지, 그래핀전지, 납축전지 비교

一、 리튬 배터리의 장점과 단점

1. 에너지 밀도가 높고 체적 에너지 밀도와 질량 에너지 밀도가 450W에 도달할 수 있습니다. h/dm3 및 150W. h/kg으로 증가하고 있으며 계속 증가하고 있습니다.

2. 평균 출력 전압은 Ni Cd 및 Ni l 배터리보다 3배 높은(약 3.6V) 높습니다.

3. 높은 출력 전력.

4. 자체 방전은 월 10% 미만으로 작으며 Ni Cd 및 Ni Ml의 절반 미만입니다.

5. Ni Cd 및 Ni MH 배터리와 같은 메모리 효과가 없으면 사이클 성능이 우수합니다.

6. 급속 충전 및 방전이 가능하며, 1C로 충전 시 공칭 용량의 80% 이상 용량에 도달할 수 있습니다.

7. 첫 번째 사이클 이후에는 기본적으로 100%의 높은 충전 효율을 제공합니다.

8. 작동 온도 범위는 30~+45 ℃로 넓습니다. 전해질과 양극의 개선으로 -40~+70℃까지 확대되고, 저온은 -60℃까지 확대될 것으로 예상된다.

9. 유지보수가 필요하지 않습니다.

10. 환경에 '친화적'이어서 그린 배터리라고 불립니다.

11. 긴 서비스 수명, 100% DOD는 900회 이상 충전 및 방전이 가능합니다. 얕은 깊이(30% DOD) 충전 및 방전을 사용할 때 사이클 수가 5000을 초과했습니다.

리튬 배터리의 단점

1. 주로 양극재 LiC002의 높은 가격으로 인해 비용이 높습니다. 양극 기술의 지속적인 발전으로 LiMn2O4, LiFeP04 등을 음극으로 사용할 수 있어 리튬 이온 배터리의 비용을 크게 절감할 수 있을 것으로 예상됩니다.

2. 과충전 또는 과방전을 방지하기 위한 특수 보호 회로가 있어야 합니다.

3. 리튬이온 배터리는 일반 배터리(3.6V) 3개를 사용해야 교체가 가능하기 때문에 일반 배터리와의 호환성이 좋지 않습니다.


2. 그래핀전지의 장점과 단점


그래핀 배터리: 그래핀 배터리는 sp2 혼성화 방식으로 탄소 원자로 형성된 벌집형 평면 필름입니다. 단 하나의 원자층 두께를 갖는 준2차원 물질이므로 단원자층 흑연이라고도 한다. 그래핀 표면과 전극 사이의 리튬 이온의 빠르고 큰 셔틀 운동을 기반으로 하는 신에너지 배터리가 개발되었습니다.

1. 현재 시중에 판매되는 최고 제품의 3배에 달하는 전력 저장 용량을 제공합니다. 리튬 배터리의 비에너지(최첨단 기술 적용)는 180wh/kg인 반면, 그래핀 배터리의 비에너지는 600whkg 이상입니다.

2. 이 배터리로 구동되는 전기 자동차는 최대 1000km를 주행할 수 있으며 충전 시간은 8분 미만입니다.

3. 긴 서비스 수명. 수명은 기존 수소 배터리의 4배, 리튬 배터리의 2배입니다.

4. 가벼운 무게. 그래핀의 특성은 배터리 무게를 기존 배터리의 절반으로 줄일 수 있어 배터리를 탑재하는 기계의 효율성을 향상시킬 수 있다.

5. 그래핀은 기존 배터리보다 더 많은 장점을 가지고 있습니다. 수명은 리튬 배터리의 2배, 수소 배터리의 4배입니다.

6. 충전 속도가 빠르고 고온에서 리튬 배터리보다 내구성이 뛰어납니다.


그래핀 배터리의 단점:

1. 현재 흑연희석은 실용화 단계에 이르지 못했고, 대량생산까지는 아직 갈 길이 멀다.

2. 시중에서 판매되는 그래핀 배터리는 순수 그래핀 배터리가 아닙니다. 리튬 배터리를 기반으로 일부 그래핀 관련 기술이 도핑되어 있을 뿐입니다. 기존 리튬 배터리에 비해 성능 향상은 약간에 불과합니다. 또한, 그래핀의 가격이 매우 높으며, 제조 공정도 매우 높다. 그래핀 배터리의 제조 공정은 아직 충분히 성숙되지 않았습니다. 현재는 실험실 단계에 불과해 대량생산 수준에는 도달하지 못하고 있다.

3. 호환되지 않는 프로세스 특성. 즉, 그래핀의 과도한 비표면적은 기존 리튬이온전지의 분산 및 슬러리 균질화에 많은 공정상의 문제를 가져올 것이다. 배터리 공장 조정 과정이 고갈되고 성과 지표의 획기적인 진전으로 인해 이익 공간이 충분하지 않다면 누가 이 기술을 사용하겠습니까? 그래핀의 표면 특성은 화학적 상태에 따라 크게 영향을 받으며 배치 안정성, 사이클 수명 등에 많은 문제가 있어 현재 리튬 배터리 생산의 세부 요구 사항을 충족할 수 없습니다.


3. 납축전지의 장점과 단점

납축전지는 양극과 음극이 주로 납과 그 산화물로 이루어져 있고 전해액은 황산용액인 일종의 배터리이다. 납산 배터리가 방전되면 양극의 주성분은 이산화납이고 음극의 주성분은 납입니다. 충전 시 양극과 음극의 주성분은 황산납입니다.

납산 배터리의 장점

1. 저렴한 가격: 납축전지는 제조원가가 낮고, 제조공정이 간단하며, 원자재 가격이 저렴하기 때문에 가격이 매우 저렴합니다. 또한, 사용한 납축전지를 재활용할 수 있어, 다음번 배터리 교체시 기존 배터리를 새 배터리로 교체할 수 있으며, 현금 일부를 상쇄할 수 있어 구매비용을 절감할 수 있다.

2. 높은 안전 성능 : 납산 배터리의 안정성은 매우 우수합니다. 사용 중에 장시간 충전하더라도 폭발 및 기타 문제가 발견되지 않으며 납산 배터리의 안전 성능이 높습니다.

3. 수리 가능: 납축전지는 사용 중 결정화되거나 황화될 수 있지만 수리가 가능하며 수리 후 일정 기간 사용이 가능하므로 납축전지는 리튬 배터리와 달리 수리가 가능합니다. 문제가 발생합니다.


납산 배터리의 단점:

1. 부피가 크고 무게가 무겁습니다. 납축전지의 제조 공정이 문제입니다. 납축전지의 용량을 늘리려면 부피도 커지고 무게도 무거워져 이동이 불편해진다.

2. 짧은 수명 : 납축 배터리는 약 300-350 회 충전 및 방전되며 일반적으로 약 2-3 년 동안 사용할 수 있습니다.

3. 환경 오염: 카드뮴은 더 이상 납축 배터리에 사용되지 않지만 여전히 수질 오염, 토지 오염과 같은 환경 오염을 유발합니다.

결론: 위의 조건 비교를 바탕으로 리튬 배터리는 R&D 기술 성숙도, 제조 비용, 시장 경제적 이익 및 환경 보호 측면에서 그래핀 배터리 및 납축 배터리보다 더 많은 이점을 가지고 있습니다.