Сравнение коммерческих типов батарей - Comparison of commercial battery types

Общие характеристики

Клеточная химияТакже известный какЭлектродПерезаряжаемыйКоммерциализированныйНапряжениеПлотность энергииУдельная мощностьРасходы†Эффективность разрядаСкорость саморазрядаСрок годности
АнодКатодОтрезатьНоминальный100% SOCпо массепо объему
годVVVМДж / кг
(Втч / кг)		МДж / л
(Втч / л)		Вт / кгВтч / $
($ / кВтч)		%%/месяцгоды
Свинцово-кислотныеSLA
VRLA		СвинецДиоксид свинцада1881[1]1.75[2]2.1[2]2.23–2.32[2]0.11–0.14
(30–40)[2]		0.22–0.27
(60–75)[2]		180[2]6.48–16.67
(60–154)[2]		50–92[2]3–20[2]
Цинк-углеродУглерод-цинкЦинкОксид марганца (IV)Нет1898[3]0.75–0.9[3]1.5[3]0.13
(36)[3]		0.33
(92)[3]		10–27[3]2.96
(337)[3]		50–60[3]0.32[3]3–5[4]
Цинк-воздухPRКислородНет1932[5]0.9[5]1.45–1.65[5]1.59
(442)[5]		6.02
(1,673)[5]		100[5]2.59
(386)[5]		60–70[5]0.17[5]3[5]
Оксид ртути-цинкОксид ртути
Ячейка ртути		Оксид ртутиНет1942–[6] 1996[7]0.9[8]1.35[8]0.36–0.44
(99–123)[8]		1.1–1.8
(300–500)[8]		2[6]
ЩелочнойZn /MnO
2
LR		Оксид марганца (IV)Нет1949[9]0.9[10]1.5[11]1.6[10]0.31–0.68
(85–190)[12]		0.90–1.56
(250–434)[12]		50[12]0.46
(2160)[12]		45–85[12]0.17[12]5–10[4]
Перезаряжаемый щелочнойбаранда1992[13]0.9[14]1.57[14]1.6[14] <1[13]
Оксид серебраSRОксид серебраНет1960[15]1.2[16]1.55[16]1.6[17]0.47
(130)[17]		1.8
(500)[17]
Никель-цинкNiZnГидроксид никеляда2009[13]0.9[13]1.65[13]1.85[13]13[13]
Никель-железоNiFeУтюгда1901[18]0.75[19]1.2[19]1.65[19]0.07–0.09
(19–25)[20]		0.45
(125)[21]		1003.94–5.26
(190–254)[1]		20–3030–[22] 50[23][24]
Никель-кадмиевыйNiCd
NiCad		Кадмийдаc. 1960 г.[25]0.9–1.05[26]1.2[27]1.3[26]0.11
(30)[27]		0.36
(100)[27]		150–200[28]10[13]
Никель-водородныйНациональные институты здравоохранения США
2
Национальные институты здравоохранения США
2		Водородда1975[29]1.0[30]1.55[28]0.16–0.23
(45–65)[28]		0.22
(60)[31]		150–200[28]5[31]
Никель-металлогидридNiMH
Ni-MH		Гидрид металлада1990[1]0.9–1.05[26]1.2[11]1.3[26]0.36
(100)[11]		1.44
(401)[32]		250–10003.15
(317)[1]		30[33]
Низкий саморазряд никель-металлогидридногоLSD NiMHда2005[34]0.9–1.05[26]1.21.3[26]0.34
(95)[35]		1.27
(353)[36]		250–10000.42[33]
Литий-марганцевый диоксидЛитий
Li-MnO
2
CR
Li-Mn		ЛитийДиоксид марганцаНет1976[37]2[38]3[11]0.54–1.19
(150–330)[39]		1.1–2.6
(300–710)[39]		250–400[39]15-10[39]
Литий-углеродный монофторидLi- (CF)
Икс
BR		Монофторид углеродаНет1976[37]2[40]3[40]0.94–2.81
(260–780)[39]		1.58–5.32
(440–1,478)[39]		50–80[39]0.2–0.3[41]15[39]
Литий-железо дисульфидLi-FeS
2
FR		Дисульфид железаНет1989[42]0.9[42]1.5[42]1.8[42]1.07
(297)[42]		2.1
(580)[43]
Литий-титанатныйЛи
4Ti
5О
12
LTO
Оксид лития-марганца или оксид лития-никеля, кобальта марганцада2008[44]1.6-1.8[45]2.3-2.4[45]2.8[45]0.22–0.40
(60–110)		0.64
(177)		3,000-5,100[46]0.47
(2131)[46]		85[46]2-5[46]10–20[46]
Литий-кобальт оксидLiCoO
2
ICR
LCO
Литий-кобальт[47]		Графитовый‡Литий-кобальт оксидда1991[48]2.5[49]3.7[50]4.2[49]0.70
(195)[50]		2.0
(560)[50]		2.63
(380)[1]
Литий-фосфат железаLiFePO
4
IFR
LFP
Литий-фосфат[47]		Литий-фосфат железада1996[51]2[49]3.2[50]3.65[49]0.32–0.58
(90–160)[50][52][53]		1.20
(333)[50][52]		200 [54]-1'200 [55]4.5
Литий оксид марганцаLiMn
2О
4
IMR
ЖИО
Литий-марганец[47]		Литий оксид марганцада1999[1]2.5[56]3.9[50]4.2[56]0.54
(150)[50]		1.5
(420)[50]		2.63
(380)[1]
Литий-никель-кобальт-оксиды алюминияLiNiCoAlO
2
NCA
NCR
Li ‑ алюминий[47]		Литий-никель-кобальт-оксид алюминияда19993.0[57]3.6[50]4.3[57]0.79
(220)[50]		2.2
(600)[50]
Литий, никель, марганец, кобальт, оксидLiNi
ИксMn
уCo
1-х-уО
2
INR
NMC[47]
NCM[50]		Литий, никель, марганец, кобальт, оксидда2008[58]2.5[49]3.6[50]4.2[49]0.74
(205)[50]		2.1
(580)[50]

^† Стоимость в долларах США с поправкой на инфляцию.

^‡ Типичный. Видеть Литий-ионный аккумулятор § Отрицательный электрод для альтернативных электродных материалов.

Аккумуляторные характеристики

Клеточная химияЭффективность зарядаДолговечность цикла
%# 100% циклов глубины разряда (DoD)
Свинцово-кислотные50–92[2]50 – 100[59] (500 @ 40% DoD[2][59])
Перезаряжаемый щелочной5–100[13]
Никель-цинкОт 100 до 50% емкости[13]
Никель-железо65–805000
Никель-кадмиевый500[25]
Никель-водородный20000[31]
Никель-металлогидрид66300–800[13]
Никель-металлогидридная батарея с низким саморазрядом500–1500[13]
Литий-кобальт оксид90500–1000
Литий-титанатный85-906000–10000 до 90% емкости[46]
Литий-фосфат железа902500[54]От –12000 до 80% емкости[60]
Литий оксид марганца90300–700

Тепловой разгон

При определенных условиях некоторые химические составы батарей подвержены риску тепловой разгон, что приводит к разрыву клеток или возгоранию. Так как тепловой разгон определяется не только химическим составом ячейки, но и размером ячейки, конструкцией ячейки и зарядом, здесь отражены только худшие значения.[61]

Клеточная химияПерезарядкаПерегрев
НачалоНачалоУбегайВершина горы
SOC%° C° C° C / мин
Литий-кобальт оксид150[61]165[61]190[61]440[61]
Литий-фосфат железа100[61]220[61]240[61]21[61]
Литий оксид марганца110[61]210[61]240[61]100+[61]
Литий-никель-кобальт-оксид алюминия125[61]140[61]195[61]260[61]
Литий, никель, марганец, кобальт, оксид170[61]160[61]230[61]100+[61]

NiCd против NiMH против литий-ионных против литий-полимерных против LTO

ТипыНапряжение ячейкиСаморазрядобъем памятиВремя циклаТемператураМасса
NiCd1,2 В20% / мес.даДо 800От -20 ℃ до 60 ℃Тяжелый
NiMH1,2 В30% / мес.НезначительныйДо 500От -20 ℃ до 70 ℃Середина
Низкий саморазряд NiMH1,2 В1% / мес - 3% / год [62]Нет500 - 2000От -20 ℃ до 70 ℃Середина
Литий-ионный (LCO)3,6 В5-10% / мес.Нет500-1000От -40 ℃ до 70 ℃Свет
Литий-ионный (LFP)3,2 В2-5% / мес.Нет2500-12000[60]От -40 ℃ до 80 ℃Свет
LiPo (LCO)3,7 В5-10% / мес.Нет500-1000От -40 ℃ до 80 ℃Самый легкий
Li-Ti (LTO)2,4 В2-5% / мес.[46]Нет6–20 тыс.От -40 ℃ до 55 ℃Свет

[63]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм "mpoweruk.com: Сравнение аккумуляторов и батарей (pdf)" (PDF). Получено 2016-02-28.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k «Все о батареях, часть 3: свинцово-кислотные батареи». Получено 2016-02-26.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я «Все о батареях. Часть 5: Угольно-цинковые батареи». Получено 2016-02-26.
  4. ^ а б «Неперезаряжаемые батареи Energizer: часто задаваемые вопросы» (PDF). Получено 2016-02-26.
  5. ^ а б c d е ж грамм час я j "Все о батареях. Часть 6: Цинк-воздух". Получено 2016-03-01.
  6. ^ а б Narayan, R .; Вишванатан, Б. (1998). Химические и электрохимические энергетические системы. Университеты Press. п. 92. ISBN  9788173710698.
  7. ^ «Использование ртути в батареях». Получено 2016-03-01.
  8. ^ а б c d Кромптон, Томас Рой (2000). Справочник по аккумуляторам. Newnes. ISBN  9780750646253. Получено 2016-03-01.
  9. ^ Герберт, В. С. (1952). "Сухой элемент щелочного диоксида марганца". Журнал Электрохимического общества. 99 (Август 1952 г.): 190C. Дои:10.1149/1.2779731.
  10. ^ а б «Справочник по щелочному диоксиду марганца и руководство по применению» (PDF). Получено 2016-03-01.
  11. ^ а б c d «Химия первичных и аккумуляторных батарей с удельной энергией». Получено 2016-02-26.
  12. ^ а б c d е ж «Все о батареях, часть 4: щелочные батареи». Получено 2016-02-26.
  13. ^ а б c d е ж грамм час я j k л «Аккумуляторы - сравнение и подробное объяснение». Получено 2016-02-28.
  14. ^ а б c "Технические данные аккумуляторных щелочных элементов Pure Energy XL" (PDF). Получено 2016-03-01.
  15. ^ «История батареи: 2) Первичные батареи». Получено 2016-03-01.
  16. ^ а б «Серебряные первичные элементы и батареи» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 15 декабря 2009 г.. Получено 2016-03-01.
  17. ^ а б c «Химия аккумуляторов ProCell Silver Oxide». Duracell. Архивировано из оригинал на 2009-12-20. Получено 2009-04-21.
  18. ^ «Нетоксичный железо-никелевый аккумулятор Эдисона возродился в сверхбыстрой форме». Получено 2016-02-28.
  19. ^ а б c «Никель-Железный Силовой 6-элементный» (PDF). Архивировано 07 марта 2012 года.. Получено 2017-03-19.CS1 maint: BOT: статус исходного URL-адреса неизвестен (связь)
  20. ^ «Плотность энергии по результатам испытаний NREL, проведенных Iron Edison» (PDF). Получено 2016-02-26.
  21. ^ Джа, А. (2012-06-05). Батареи и топливные элементы нового поколения для коммерческого, военного и космического применения. п. 28. ISBN  978-1439850664.
  22. ^ «Никель-железные батареи». www.mpoweruk.com.
  23. ^ "Описание китайской никель-железной батареи от BeUtilityFree" (PDF).[постоянная мертвая ссылка ]
  24. ^ «FAQ по NiFe». www.beutilityfree.com.
  25. ^ а б «Никель-кадмиевые батареи». Электропедия. Woodbank Communications. Получено 2016-02-29.
  26. ^ а б c d е ж «Тестирование NiCd и NiMH аккумуляторов». Получено 2016-03-01.
  27. ^ а б c Артер, Миллер (26 февраля 2016 г.). "Онс верк". Diensten (на голландском). Получено 2016-02-26.
  28. ^ а б c d «Оптимизация подсистем электроснабжения космических аппаратов» (PDF). Получено 2016-02-29.
  29. ^ «Технология никель-водородных аккумуляторов - разработка и состояние» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2009-03-18. Получено 2012-08-29.
  30. ^ Thaller, Lawrence H .; Циммерман, Альберт Х. (2003). Никель-водородные испытания жизненного цикла. AIAA. ISBN  9781884989131.
  31. ^ а б c Артер, Миллер (23 мая 2014 г.). "Онс верк". DoubleSmart (на голландском). Получено 12 января 2019.
  32. ^ "Ansmann AA - NiMH 2700mAh техническое описание" (PDF). Получено 2016-03-02.
  33. ^ а б «Рекомендации по использованию батарей AA». Получено 2016-03-01.
  34. ^ "Общее описание". Eneloop.info. Саньо. Архивировано из оригинал на 2012-09-02. Получено 2015-08-06.
  35. ^ "Metero Webinar 2". Архивировано из оригинал на 2016-03-11. Получено 2016-03-02.
  36. ^ «Новые аккумуляторы SANYO Eneloop дольше сохраняют энергию» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2016-03-04. Получено 2016-03-02.
  37. ^ а б Дайер, Крис К.; Мозли, Патрик Т; Огуми, Дземпачи; Rand, Дэвид А. Дж .; Скросати, Бруно (2013). Энциклопедия электрохимических источников энергии. Newnes. п. 561. ISBN  978-0444527455. Получено 2016-03-03.
  38. ^ "Литий-марганцевые батареи диоксида CR2430" (PDF). Получено 2016-03-01.
  39. ^ а б c d е ж грамм час "Li / CFx батареи: Возрождение" (PDF). Получено 2019-02-24.
  40. ^ а б «Обзор главы 1 - Промышленные устройства и решения» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2016-03-06. Получено 2016-03-03.
  41. ^ «Литий-монофторид углерода (BR) монетные элементы и литиевые монетоприемники, инкапсулированные FB». Архивировано из оригинал на 2015-03-30. Получено 2016-03-03.
  42. ^ а б c d е «Справочник по дисульфиду лития-железа и руководство по применению» (PDF). Получено 2016-03-03.
  43. ^ «Дисульфид лития-железа от Energizer - лучшее из миров для самых требовательных приложений» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2016-03-06. Получено 2016-03-03.
  44. ^ «Материал анода LTO для производства литий-ионных батарей». Получено 2018-12-16.
  45. ^ а б c Готчер, Алан Дж. (29 ноября 2006 г.). «Презентация Альтаир ЭДТА» (PDF). Altairnano.com. Архивировано из оригинал (PDF) 16 июня 2007 г.
  46. ^ а б c d е ж грамм «Все о батареях, часть 12: титанат лития (LTO)». Получено 2018-12-16.
  47. ^ а б c d е "Химия батареи НАКОНЕЦ объяснила". Получено 2016-02-26.
  48. ^ "Завязал на литии". Получено 2016-02-26.
  49. ^ а б c d е ж «Сравнение распространенных литиевых технологий» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) в 2016-12-22. Получено 2016-12-21.
  50. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п «Литиевые аккумуляторные технологии». Получено 2016-02-26.
  51. ^ "LiFePO
    4    : Новый катодный материал для аккумуляторных батарей », А.К. Падхи, К.С. Нанджундасвами, Дж. Б. Гуденаф, Тезисы собраний электрохимического общества, 96-1, Май, 1996, стр 73
  52. ^ а б "Great Power Group, Квадратный литий-ионный аккумулятор". Получено 2019-12-31.
  53. ^ "Загадка литиевой батареи: плотность энергии 100 Ач LiFePO4 не известна". Получено 2019-12-31.
  54. ^ а б «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) в 2016-09-21. Получено 2016-04-20.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  55. ^ "Даташит HeadWay LiFePO4 38120" (PDF). Получено 2020-04-08.
  56. ^ а б «Обзор литий-ионной батареи» (PDF). Освещение Global (Май 2012 г., выпуск 10). Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-06-17. Получено 2016-03-01.
  57. ^ а б «Литий-никель-кобальт-оксид алюминия». Получено 2016-03-01.
  58. ^ «Аккумуляторная технология». Получено 2016-02-26.
  59. ^ а б electricrider.com: Литиевые батареи Citat: Citat: «... Срок службы герметичного свинцово-кислотного герметика напрямую зависит от глубины разряда. Типичное количество циклов разряда / заряда при 25 ° C (77 ° F) по отношению к глубине разряда составляет : * 50-100 циклов с глубиной разряда 100% (полный разряд) * 150-250 циклов с глубиной разряда 70% (глубокий разряд) * 300-500 циклов с глубиной разряда 50% (частичный разряд) * 800 и более циклы с глубиной разряда 30% (неглубокий сброс) ... "
  60. ^ а б «CATL хочет поставить батареи LFP для ESS в масштабе« несколько гигаватт-часов »в Европу и США - CATL». catlbattery.com. Contemporary Amperex Technology Co. Limited (CATL). Получено 3 октября 2020.
  61. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты Даути, Дэн; Рот, Э. Питер. «Общее обсуждение безопасности литий-ионных батарей» (PDF). Интерфейс электрохимического общества (Лето 2012 г.). Получено 2016-02-27.
  62. ^ «Лучшие аккумуляторные батареи (10+ таблиц, обзоры и сравнения)». eneloop101.com.
  63. ^ Ресенде, Кайо (3 ноября 2017 г.). "Лучшие типы аккумуляторных батарей для электроинструментов: NiCd VS NiMH VS литий-ионные VS литий-полимерные".