Batterie Lifepo4 VS acide au plomb - Choisissez le meilleur pour vos besoins
Vous vous sentez dépassé par les différentes batteries disponibles sur le marché et vous ne savez pas laquelle vous convient le mieux ? Nous sommes là pour vous aider. Comparons deux des options de batterie les plus populaires : la batterie LiFePO4 par rapport à la batterie au plomb.
Cet article de blog mettra en évidence les principales différences, avantages et inconvénients entre ces deux types de batteries afin que vous puissiez prendre une décision éclairée sur l'option qui répond le mieux à vos besoins.
Enfin, que votre objectif soit la puissance maximale d'un Véhicule Electrique Haute Performance ou une fiabilité et sécurité pour stocker l'énergie solaire dans des systèmes hors réseau, nous expliquerons pourquoi chaque type pourrait être mieux adapté pour répondre à ces exigences.
Qu'est-ce que la batterie Lifepo4 ?
Le batterie lifepo4 est un type de batterie lithium-ion et appartient à la catégorie des batteries rechargeables. Il est fabriqué avec du phosphate comme matériau de cathode, ce qui rend le lifepo4 extrêmement sûr et incroyablement stable.
Avec l'avancement de Technologie lifepo4, batterie lifepo4 deviennent de plus en plus populaires en raison de leur densité énergétique plus élevée, de leur niveau de sécurité plus élevé et de leur cycle de vie plus long que les batteries lithium-ion traditionnelles.
Tels que le fonctionnement des électrodes, une température de fonctionnement plus élevée, un facteur de forme plus fin apportent des caractéristiques idéales, ainsi qu'une meilleure stabilité de tension à basse température, une capacité d'application de puissance améliorée, un taux d'autodécharge inférieur et moins de problèmes environnementaux. Le batterie lifepo4 devrait continuer à fournir des performances fiables pour diverses applications dans les années à venir.
Qu'est-ce que la batterie plomb-acide ?
Une batterie au plomb est une batterie dont les électrodes sont principalement composées de plomb et de ses oxydes, et l'électrolyte est une solution d'acide sulfurique.
Son principe de fonctionnement est que l'anode (PbO2) et la cathode (Pb) de la batterie au plomb sont immergées dans l'électrolyte (acide sulfurique dilué), une puissance de 2V est générée entre les deux pôles.
Le changement chimique dans la décharge est que l'acide sulfurique dilué va réagir avec les substances actives sur les plaques de cathode et d'anode pour générer un nouveau composé "sulfate de plomb". Le composant acide sulfurique est libéré de l'électrolyte par décharge, et plus la décharge est longue, plus la concentration d'acide sulfurique est faible.
Le français Plante a inventé les batteries au plomb en 1859 et a connu près de 150 ans de développement. Avec le développement de la technologie, les batteries au plomb se sont progressivement étendues à divers types de batteries à décharge profonde dans l'application.
Acide de plomb inondé
L'acide sulfurique dans l'électrolyte de la batterie au plomb participe directement au processus de réaction de charge et de décharge de la batterie. Dans la batterie plomb-acide traditionnelle, l'espace restant dans le réservoir de la batterie après avoir retiré la plaque, le séparateur et les autres pièces d'assemblage solides est complètement rempli d'électrolyte d'acide sulfurique, et l'électrolyte est en surplus.
Etat excessif, on l'appelle donc batterie "inondée", la plaque de la batterie est complètement immergée dans l'électrolyte d'acide sulfurique.
Il y a un couvercle sur le dessus de la batterie inondée qui peut ventiler et empêcher les éclaboussures de liquide (mais il ne peut pas empêcher complètement les fuites de liquide). Lors de l'utilisation, en raison de la perte d'eau par évaporation et décomposition, il est nécessaire d'ouvrir régulièrement le couvercle pour ajouter de l'eau distillée et régler l'électrolyse. Densité liquide, on l'appelle donc habituellement batterie "de type ouvert".
UNavantage:
- Bon marché.
Acide plomb scellé - Batterie AGM
Le Batterie AGA utilise une solution aqueuse d'acide sulfurique pur comme électrolyte et sa densité est de 1,29 à 1,3 lg/cm3. La majeure partie existe dans la membrane en fibre de verre, tandis qu'une partie de l'électrolyte est absorbée à l'intérieur de la plaque.
Afin de fournir un canal pour l'oxygène précipité de l'électrode positive à l'électrode négative, il est nécessaire de conserver 10% des pores du diaphragme non occupés par l'électrolyte, c'est-à-dire la conception liquide pauvre.
Avantages :
- Le la capacité de charge par cycle est 3 fois supérieure à celle des batteries plomb-calcium et a une durée de vie plus longue.
- Stabilité de capacité supérieure tout au long du cycle de vie.
- Les performances à basse température sont plus fiables.
- Réduire le risque d'accidents et réduire le risque de pollution de l'environnement (parce que l'acide est scellé 100%)
- L'entretien est très simple, réduisant les décharges profondes.
Batterie plomb-acide scellée - GEL
Scellé colloïdal batterie au plomb (également appelée batterie de type GEL), son électrolyte est constitué de sol de silice et d'acide sulfurique, la concentration de la solution d'acide sulfurique est inférieure à celle de la batterie de type AGM, généralement 1,26 ~ 1,28 g/cm3. La quantité d'électrolyte est de 20% supérieure à celle des batteries AGM, ce qui équivaut à celle des batteries inondées.
Cet électrolyte existe à l'état colloïdal et se remplit dans le séparateur et entre les électrodes positive et négative. L'électrolyte d'acide sulfurique est entouré de gel et ne s'écoulera pas de la batterie.
Avantages :
- La batterie GEL n'a pas d'électrolyte libre après le gel d'électrolyte, et la probabilité de fuite d'acide est beaucoup plus faible que celle de la batterie précédente.
- Son volume de perfusion est supérieur de 10-15% à celui de l'acide sulfurique dilué et la perte d'eau est moindre, de sorte que la batterie colloïdale ne tombera pas en panne en raison de la perte d'eau.
- L'injection de colloïde augmente la résistance du séparateur, protège la plaque, et rattrape le défaut du séparateur en se rétractant lorsqu'il rencontre de l'acide, de sorte que la pression d'assemblage ne diminue pas significativement, ce qui est une des raisons de l'allongement de la batterie vie.
- Colloïde L'espace entre le séparateur et la plaque polaire est rempli, la résistance interne de la batterie est réduite et l'acceptation de la charge peut être améliorée en conséquence. Par conséquent, la décharge excessive, la capacité de récupération et les performances de charge-décharge à basse température des batteries au gel sont supérieures à celles des batteries AGM.
- La consistance des batteries au gel est bien meilleure que celle des batteries AGM similaires.
Batterie Lifepo4 VS batterie au plomb
En tant que première batterie lithium-ion en 1997, la batterie lifepo4 est désormais censée remplacer la batterie au plomb avec une histoire de 150 ans de développement technologique. Est-il vraiment à la hauteur de son nom ? Nous analyserons ses avantages et ses inconvénients à partir des dimensions suivantes.
Durée de vie
La durée de vie d'une batterie est principalement liée au nombre de cycles qu'elle peut charger et décharger.
Le durée de vie de la batterie lifepo4 est généralement de 5000 fois, tandis que la durée de vie de la batterie au plomb est généralement de 300 à 800 fois, soit 1/10 de la batterie au lithium fer phosphate. Basé sur un cycle par jour, lifepo4 peut durer jusqu'à 13 ans, tandis que les batteries au plomb ne peuvent durer que 2-3 ans.
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Lester
Les batteries au lithium fer phosphate (LiFePO4) sont nettement plus légères que les batteries au plomb. Typiquement lifepo4 Les batteries pèsent seulement 1/3 des batteries au plomb, ce qui les rend adaptées aux applications telles que les appareils mobiles et autres petits appareils électroniques qui nécessitent un poids léger, comme une alimentation portable. Alors que les batteries au plomb conviennent généralement aux voiturettes de golf, aux bateaux et à d'autres applications de grande envergure (Batterie de VR).
Mais avec le développement de la technologie lithium fer phosphate, l'avantage de poids lui permet de remplacer les batteries plomb-acide utilisées dans plus de domaines, peut réduire le poids, économiser de l'espace et apporter plus de commodité sans sacrifier les performances.
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Densité d'énergie
Les batteries au lithium fer phosphate ont une densité d'énergie massique de 160 à 180 Wh/kg et une densité d'énergie apparente de 350 Wh/L, tandis que les batteries au plomb ont une densité d'énergie massique de 50 à 70 Wh/kg.
Pour cette raison, le volume des batteries au plomb est trois fois supérieur à celui des batteries au lithium fer phosphate à même capacité. C'est cette disparité sans précédent entre eux qui a vu Le lithium fer phosphate devient l'option privilégiée parmi les systèmes de batteries électriques dans le monde entier.
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Profondeur de décharge
Les deux Batteries LiFePO4 et plomb-acide ont leur propre profondeur de décharge spécifique. Les batteries Lifepo4 sont célèbres pour leur profondeur de décharge élevée d'environ 90%, ce qui signifie que presque toute la puissance est libérée lors de la décharge et n'est pas facile à décharge excessive. Les batteries au plomb, en revanche, ont une profondeur de décharge nettement inférieure, jusqu'au 70%.
Mais plus la profondeur de décharge de la batterie, moins elle sera utilisée de cycles, donc la profondeur de décharge des batteries au plomb est contrôlé entre 30% et 50% des meilleurs, et ne peut pas vraiment atteindre plus de 70%. Et profondeur de décharge de la batterie lifepo4 le contrôle au 80% est le meilleur.
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Température de fonctionnement
Température de travail commune lifepo4 de -20-60 degrés Celsius, mais généralement inférieure à 0 ℃ après que les performances de la batterie au lithium diminuent, la capacité de décharge sera considérablement réduite, de sorte que les performances de la batterie au lithium fonctionnent pleinement à la température, généralement 0 ~ 40 ℃.
La température de fonctionnement de la batterie au plomb doit généralement être comprise entre -25 ℃ et 40 ℃, mais lorsque la température au plomb est trop élevée (supérieure à 40 ℃), cela réduira considérablement la durée de vie en raison de la perte de négatif capacité de sulfure d'électrode.
Par conséquent, les batteries au plomb sont plus résistantes aux basses températures que les batteries au plomb. lifepo4 Les batteries et les batteries lifepo4 sont plus résistantes aux températures élevées que les batteries au plomb.
Quelle que soit la batterie, des températures en dehors de ses paramètres peuvent affecter négativement la capacité et la durée de vie, de sorte que les précautions nécessaires doivent être prises pour assurer les meilleures performances de ces sources d'alimentation.
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Au dessus de 0°C: Batterie Lifepo4 > Batterie au plomb
En dessous de 0°C: Batterie Lifepo4 < Batterie au plomb
Sécurité
La sécurité est un enjeu majeur lorsqu'il s'agit de Batteries LiFePO4 et plomb-acide. Bien que les batteries lifepo4 présentent de nombreux avantages par rapport aux batteries au plomb, il est également important de prendre en compte les risques de sécurité des deux.
Les batteries au plomb sont sujettes à la surchauffe et à l'explosion si rien n'est fait pendant la charge ou la décharge. Un entretien approprié est donc essentiel pour ces types de batteries. Piles Lifepo4, en revanche, sont généralement très fiables et sûrs en raison de leur chimie lithium-ion solide, mais dans des cas extrêmes, ils peuvent toujours être endommagés par des procédures de charge incorrectes.
Par conséquent, alors que Les batteries lifepo4 ne sont pas sûres pour le 100%, les batteries lifepo4 offrent une meilleure stabilité à long terme que les batteries au plomb dans l'ensemble de la technologie.
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Entretien
Les batteries au plomb sont plus difficiles à entretenir que les batteries lifepo4. En effet, ils nécessitent une surveillance et une maintenance manuelles fréquentes pour garantir des performances optimales, y compris la vérification régulière des niveaux d'électrolyte, la mesure de la gravité spécifique et le test des concentrations d'acide sulfurique et, si nécessaire, le réapprovisionnement en eau distillée, ce qui peut entraîner des incidents de sécurité.
En revanche, les batteries lifepo4 sont généralement livrées avec leur propre BMS, qui peut surveiller intelligemment les performances et l'état de la batterie, et n'a besoin que d'être stocké dans un environnement frais, sec et ventilé, avec des cycles de charge et de décharge une fois tous les 3 à 6 mois, pas plus maintenir.
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Respect de l'environnement
Acide au plomb traditionnel les batteries produisent beaucoup de pollution et de plomb vapeur pendant l'utilisation. Selon les statistiques, un lot de batteries usagées pour véhicules électriques peut polluer des dizaines de milliers de tonnes d'eau. Le plomb n’est pas facilement excrété par l’organisme et peut également provoquer des maladies métaboliques, reproductives et neurologiques. Une fois que le niveau de plomb dans le corps dépasse la norme, cela entraînera une diminution de l'intelligence, des malformations fœtales, induira facilement des tumeurs malignes et entraînera même la mort d'enfants.
Et batterie lifepo4 présente des avantages naturels en matière de protection de l’environnement. Ses matériaux constitutifs ne contiennent pas de cadmium, de plomb, de mercure et d'autres métaux lourds nocifs. Même dans le processus de production et d'utilisation, elle ne produit aucun polluant toxique ou nocif, conformément à la réglementation européenne ROH, c'est une batterie verte.
Comparer les résultats : Batterie Lifepo4 > Batterie plomb-acide
Coût
Plomb-acide les batteries sont généralement beaucoup moins chères que le lithium batteries au phosphate de fer (LiFePO4), ce qui les rend idéales pour les acheteurs à petit budget.
Malgré la différence de coût, les batteries au lithium fer phosphate offrent généralement plus capacité énergétique que les batteries au plomb. Par exemple, une capacité de 5 kWh batterie lifepo4 avec une profondeur de décharge du 90%, soit une capacité réelle de 4,5 kWh, nécessite deux batteries au plomb avec une profondeur de décharge de 50% et une capacité nominale de 5 kWh. Par conséquent, les batteries au plomb nécessitent un remplacement et un entretien fréquents.
Étant donné que les deux types de batterie ont des avantages et des inconvénients en fonction de l'utilisation, il est important de prendre en compte le coût plus la capacité énergétique et d'autres facteurs avant de prendre une décision d'achat.
Comparez les résultats :
Moins de besoins en énergie: Batterie Lifepo4 < Batterie au plomb
Demande de puissance élevée: Batterie Lifepo4 > Batterie au plomb
Comment choisir entre les batteries Lifepo4 et les batteries au plomb ?
Bien que lifepo4 La batterie est supérieure à la batterie au plomb dans la plupart des cas, cela dépend de nos besoins réels, quelle batterie est choisie.
(1) Logement hors réseau à temps plein
Prenant en considération lifepo4 batterie par rapport à la batterie au plomb pour les logements hors réseau à plein temps, le recyclage des batteries étant un besoin quotidien, nous devons tenir davantage compte de la durée de vie et de l'efficacité de la batterie.
Bien que piles lifepo4 nécessitent un investissement initial plus important, elles ont une durée de vie beaucoup plus longue que les batteries au plomb.
D'autre part, les batteries au plomb peuvent coûter moins cher au départ, mais elles doivent être remplacées plus fréquemment, et le remplacement continu nécessite une inspection et un entretien réguliers pour garantir un fonctionnement sûr.
Finalement, piles lifepo4 offrent un bon retour sur investissement à long terme, car leur efficacité et leur longévité supérieures vous permettront en fin de compte d'économiser de l'argent.
(2) Maison de vacances
Si vous souhaitez alimenter une cabane de vacances ou un autre espace avec un besoin limité en électricité, les batteries au plomb offrent une solution idéale.
Ces types de batteries sont beaucoup moins coûteux que lifepo4 batteries, mais peuvent quand même faire une énorme différence en termes de capacité énergétique, ce qui les rend idéales pour alimenter des chalets de vacances qui ne nécessitent pas trop d'électricité.
Piles Lifepo4 conviennent toujours à certaines applications, mais lorsque le prix et la capacité entrent en jeu, les batteries au plomb doivent être votre première considération.
(3) Système de batterie de secours
La sauvegarde avec des batteries est une pratique bien établie pour les applications critiques. Pour batteries lifepo4 et plomb-acide, la fiabilité et le cycle de vie sont deux considérations principales lorsqu'il s'agit de performances dans les applications de sauvegarde.
D'un côté, piles lifepo4 ont tendance à durer plus longtemps et à se charger plus rapidement que les alternatives au plomb, ce qui en fait un choix attrayant pour la sauvegarde.
D'autre part, batteries au plomb ont un coût par cycle d'utilisation inférieur, ce qui en fait un excellent choix pour les opérations à petit budget.
Finalement, batteries lifepo4 et plomb-acide peut bien fonctionner comme options de sauvegarde en fonction de l’environnement d’exploitation de l’application critique en question.
(4) Application de la batterie d'alimentation
En termes d'applications de batteries de puissance, à la fois le lifepo4 La batterie et la batterie au plomb présentent des options viables. En pesant les avantages et les inconvénients de chacun, piles lifepo4 ont tendance à être plus adaptés en raison de leur faible poids, de leur durée de vie plus longue et de leurs capacités de charge supérieures à celles de leurs homologues au plomb.
En plus, piles lifepo4 sont moins sujets à l’emballement thermique et ont un taux d’infection plus faible. En revanche, les batteries au plomb restent viables en raison de leurs coûts inférieurs et de leur adéquation aux applications à courant de décharge élevé. Dans l'ensemble, les batteries lifepo4 arrivent en tête en ce qui concerne les applications de batteries de puissance.
Conclusion
En résumé, nous savons que batterie lithium fer phosphate la durée de vie, le poids, la densité énergétique, la profondeur de décharge, la sécurité, la protection de l'environnement et les difficultés de maintenance sont nettement meilleurs que les batteries au plomb.
Si le budget est limité, alors batterie lifepo4 C'est un investissement initial plus élevé, mais le coût continuera à diminuer avec l'augmentation de la durée de vie.
Si vous disposez d'un budget suffisant, veuillez vous concentrer sur la température de l'environnement d'utilisation. Si la température est souvent basse, veuillez choisir une température spéciale basse lifepo4 Batterie ou batterie au plomb pour assurer de meilleures performances de la batterie. Si la température est confortable ou élevée toute l'année, alors Les batteries lifepo4 doivent être votre meilleur choix.
Enfin, quelles sont vos expériences avec ces types de batteries ? Veuillez nous en informer dans les commentaires ci-dessous!
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