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電動車鉛酸電池和鋰電池的區別

鉅大LARGE  |  點擊量:5518次  |  2018年05月22日  

摘要
一、鋰電池簡介   鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世紀70年代時,M.S.WhitTIngham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學特性非?;顫?,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環境要求非常高。所以,鋰電池長期沒有得到應用。

        一、鋰電池簡介


  鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世紀70年代時,M.S.WhitTIngham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學特性非?;顫?,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環境要求非常高。所以,鋰電池長期沒有得到應用。


  鋰離子電池工作原理:


  鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質的電池。


  充電正極上發生的反應為:LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子)


  充電負極上發生的反應為:6C+XLi++Xe-=LixC6


  充電電池總反應:LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6


  正極


  正極材料:可選的正極材料很多,主流產品多采用鋰鐵磷酸鹽。不同的正極材料對照:


  正極反應:放電時鋰離子嵌入,充電時鋰離子脫嵌。充電時:LiFePO4→Li1-xFePO4+xLi++xe-放電時:Li1-xFePO4+xLi++xe-→LiFePO4。


  負極


  負極材料:多采用石墨。新的研究發現鈦酸鹽可能是更好的材料。


  負極反應:放電時鋰離子脫嵌,充電時鋰離子嵌入。


  充電時:xLi++xe-+6C→LixC6


  放電時:LixC6→xLi++xe-+6C


  二、鉛酸電池介紹


  鉛酸電池(VRLA),是一種電極主要由鉛及其氧化物制成,電解液是硫酸溶液的蓄電池。鉛酸電池放電狀態下,正極主要成分為二氧化鉛,負極主要成分為鉛;充電狀態下,正負極的主要成分均為硫酸鉛。


  一個單格鉛酸電池的標稱電壓是2.0V,能放電到1.5V,能充電到2.4V。在應用中,經常用6個單格鉛酸電池串聯起來組成標稱是12V的鉛酸電池。還有24V、36V、48V等。


  鉛酸電池主要特性


  安全密封


  在正常操作中,電解液不會從電池的端子或外殼中泄露出。沒有自由酸


  特殊的吸液隔板將酸保持在內,電池內部沒有自由酸液,因此電池可放置在任意位置。


  泄氣系統


  電池內壓超出正常水平后,VRLA電池會放出多余氣體并自動重新密封,保證電池內沒有多余氣體。


  維護簡單


  由于氣體復合系統使產生的氣體轉化成水,在使用VRLA電池的過程中不需要加水。


  使用壽命長


  采用了有抗腐蝕結構的鉛鈣合金欄板VRLA電池可浮充使用10-15年。


  質量穩定,可靠性高


  采用先進的生產工藝和嚴格的質量控制系統,VRLA電池的質量穩定,性能可靠。電壓、容量和密封在線上進行100%檢驗。


  安全認證


  所有VRLA電池均通過UL安全認證。


  三、鋰電池和鉛酸電池區別對比


  我們知道,一般對比儲能產品要從重量能量密度、體積能量密度、使用壽命、價格、適用性、國家政策等角度來進行:


  重量能量密度


  目前的鋰電池能量密度一般在200~260wh/g,鉛酸一般在50~70wh/g,那么重量能密度鋰電池就是鉛酸的3~5倍,這就意味著相同容量的情況下,鉛酸電池是鋰電池的3~5倍,所以在儲能裝置輕量化上,鋰電池占居絕對優勢。


  體積能量密度


  鋰電池的體積容量密度通常是鉛酸電池的1.5倍左右,所以相同容量的情況下,鋰電池比鉛酸電池體積要小30%左右。


  使用周期


  目前較為流行的材料體系是三元和鐵鋰,三元動力型鋰電池循環次數通常在1000次以上,磷酸鐵鋰電池的循環次數在2000次以上,鉛酸電池的循環次數通常只有300~350次左右,所以鋰電池的使用壽命是鉛酸電池的3-6倍左右。


  價格


  目前鋰電池在價格上較鉛酸要貴,大約是3倍左右,但是結合使用壽命分析,投入相同的成本,仍然是鋰電池使用周期要長一些。


  適用性


  鋰電池因為安全性較鉛酸電池要稍差,所以在使用中需要做好各種安全預防工作,比如防止外力或事故對鋰電池造成損壞,因為這可能會引起著火或爆炸;目前鋰電池的溫度適用性也很好,所以在其他適應性方面,鋰電池也毫不遜色于鉛酸電池。


  使用場合


  鉛酸電池:汽車啟動,電動車電池,


  鋰電池:手機,電腦,電動工具,現在也用于電動車電池。


  內部材料


  鉛酸電池正負極為氧化鉛、金屬鉛、電解液為濃硫酸,


  鋰電正負極為鈷酸鋰/磷酸鐵鋰/錳酸鋰、石墨、有機電解液。


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