鉛蓄電池とパワーリチウム電池の違いは何ですか？

リン酸鉄リチウム電池とは、正極材料としてリン酸鉄リチウムを使用したリチウムイオン電池のことです。リチウムイオン電池の正極材料は、主にコバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、三元材料、リン酸鉄リチウムなどである。その中で、コバルト酸リチウムは、ほとんどのリチウムイオン電池で使用されている正極材料です。

材料がその利点に焦点を合わせることに加えて、アプリケーション開発の可能性を持っているかどうかは、材料に根本的な欠陥があるかどうかがより重要です。

リン酸鉄リチウムは、中国で電力用リチウムイオン電池の正極材料として広く使用されています。政府、科学研究機関、企業、さらには証券会社などの市場アナリストは、パワーリチウムイオン電池の開発の方向性としてこの材料について楽観的です。理由の分析には、主に次の2つのポイントがあります。1つは、米国の研究開発の方向性の影響、米国のValenceとA123社は、リチウムイオン電池のカソード材料としてリン酸鉄リチウムを最初に使用しました。第二に、パワータイプのリチウムイオン電池で使用するための、良好な高温サイクルおよび貯蔵特性を備えたマンガン酸リチウム材料の調製がなされていない。しかし、リン酸鉄リチウムには、無視できない根本的な欠陥もあります。それは次の点に帰着します：

1.リン酸鉄リチウムの製造における焼結プロセス中に、酸化鉄は高温還元雰囲気下で元素鉄に還元される可能性があります。元素鉄は、バッテリーのマイクロショートを引き起こす可能性があります。これは、バッテリーの中で最もタブーな物質です。これが、日本がこの材料をリチウムイオン電池の正極材料として使用しなかった主な理由でもあります。

2.リン酸鉄リチウムには、タップ密度や圧縮密度が低いなどの性能上の欠陥があり、リチウムイオン電池のエネルギー密度が低くなります。低温性能は劣りますが、ナノサイズでカーボンコーティングしてもこの問題は解決しません。アルゴンヌ国立研究所のエネルギー貯蔵システムセンターの所長であるドン・ヒルブランド博士は、リン酸鉄リチウム電池の低温性能について話しました。彼はひどい使用をして、リン酸鉄リチウム電池が低温にあることを示すリン酸鉄リチウム電池のテスト結果を説明しました。 （0°C未満）電気自動車の運転はできません。一部のメーカーは、リン酸鉄リチウム電池は低温での容量保持率が高いと主張していますが、放電電流が小さく、放電カットオフ電圧が低い場合です。この状況では、デバイスは単に動作を開始できません。

3.材料の準備コストとバッテリーの製造コストが高く、バッテリーの歩留まりが低く、一貫性が悪い。リン酸鉄リチウムのナノ結晶化と炭素コーティングは、材料の電気化学的性能を向上させる一方で、エネルギー密度の低下、合成コストの増加、電極処理性能の低下、環境に厳しい問題などの他の問題ももたらします。リン酸鉄リチウムに含まれる化学元素Li、Fe、Pは豊富でコストも安いが、これまでの研究開発費を取り除いても、調製したリン酸鉄リチウム製品のコストは低くはない。材料はより高いです。バッテリーを準備するコストは、蓄積されたエネルギーの最終ユニットのコストを高くします。

4.製品の一貫性が悪い。現在、この問題を解決できる国内のリン酸鉄リチウム材料工場はありません。材料調製の観点から、リン酸鉄リチウムの合成反応は、固相リン酸、酸化鉄、リチウム塩、炭素前駆体、還元気相を含む複雑な不均一反応です。この複雑な反応プロセスでは、反応の一貫性を確保することは困難です。

5.知的財産の問題。リン酸鉄リチウムの最初の特許出願は、1993年6月25日にFXMITTERMAIER＆SOEHNEOHG（DE）によって取得され、出願の結果は同年8月19日に公開されました。リン酸鉄リチウムの基本特許はテキサス大学が所有しており、カーボンコーティングされた特許はカナダ人によって出願されています。これらの2つの基本的な特許を回避することはできません。特許のコストを計算すると、製品のコストはさらに高くなります。

また、リチウムイオン電池の研究開発・製造の経験から、日本はリチウムイオン電池の最初の商業化国であり、常にハイエンドのリチウムイオン電池市場を占めてきました。米国はいくつかの基礎研究をリードしていますが、大規模なリチウムイオン電池メーカーはまだありません。そのため、日本はパワーリチウムイオン電池の正極材料として変性マンガン酸リチウムを選択しました。米国でも、パワーベースのリチウムイオン電池の正極材料としてリン酸鉄リチウムとマンガン酸リチウムが使用されており、連邦政府もこれら2つのシステムの開発を支援しています。以上のリン酸鉄リチウムの問題点から、新エネルギー車などのパワーリチウムイオン電池の正極材料として広く利用することは難しい。マンガン酸リチウムの高温サイクルと貯蔵性能の悪さの問題を解決でき、低コストと高速性能という利点があれば、パワーリチウムイオン電池の用途に大きな可能性を秘めています。

1：公称電圧が異なります。鉛蓄電池セルの公称電圧：2.0Vリチウム電池単一の公称電圧：3.6V

2：内部の素材が異なります。鉛蓄電池の正極と負極は酸化鉛、金属鉛、電解液は濃硫酸リチウムです。正極と負極は、コバルト酸リチウム/リン酸鉄リチウム/マンガン酸リチウム、グラファイト、有機電解質です。

3：エネルギーの異なる鉛蓄電池30WH / KGリチウム電池150WH / KG

4：使用するさまざまな鉛蓄電池：カースターター、電気自動車用バッテリーリチウム電池：携帯電話、コンピューター、電動工具、現在は電気自動車用バッテリーにも使用されています

5：電気的特性が異なる鉛蓄電池は大電流で放電できず、寿命の短い電池は大電流で放電できて寿命が長い。

その他の違いは次のとおりです。

1.耐久性：鉛蓄電池は一般に300回以内に深放電を行い、メモリ寿命は約2年です。そして、鉛蓄電池には液体が入っています。一定期間消費した後、バッテリーが高温になっている、または充電時間が短い場合は、液体を補充する必要があります。リチウム電池は、耐久性が高く、消費が遅く、充電と放電が500回以上あり、メモリがありません。通常、平均寿命は4〜5年です。

2.容量、品質：一般的な鉛蓄電池の重量は16〜30 kgで、容量が大きくなります。リチウム電池は一般的に2.5〜3kgで、体積が比較的小さいので、乗り心地は軽く、持ち運びも簡単です。

3.価格、保証期間：市場に出回っている現在の主流バッテリーは48ボルト、交換した場合、鉛蓄電池は450元、保証期間は1年です。リチウム電池の価格は比較的高く、約1,000元が必要ですが、保証期間は2年です。

4.走行距離：同じ48ボルトのバッテリー、フル充電の場合、鉛蓄電池とリチウム電池の電気自動車は30〜40km走行できます。速度は主に使用するモーターのサイズに依存します。

5.バッテリー容量：鉛蓄電池の容量は約20アンペアです。リチウム電池の容量は8-10アンペアです。

6.環境保護：鉛蓄電池は製造プロセス中に汚染されます。それらが適切にリサイクルされない場合、それらは汚染を引き起こす可能性があります。リチウム電池は比較的緑色です。

1.鉛蓄電池セルの平均電圧は2V、単セルリチウム電池の平均電圧は3.7Vです。

2.材料が異なるため、鉛蓄電池の活性はリチウム電池ほど高くなく、同じ容量のリチウム電池の容量は鉛蓄電池の容量よりも大きくなります。 （鉛蓄電池はかさばる）

3.リチウム電池のプラットフォームは、鉛蓄電池では安定していません。

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