锂电池与铅酸电池相比，锂电池的能量密度高、寿命长、体积小、重量轻等优点吗？
来源：宝鄂实业
2019-04-19 22:32
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被人们寄予替代铅酸电池的厚望。三年前，有业内专家预测，在制造电动车领域，锂电池在2015年可以替代大约20%的铅酸电池，五年内可以实现大约替代30%的铅酸电池。然而时值今日，锂电池实际替代铅酸电池不到10%，而未来两年内要实现目标看来是非常的艰难。据最近行业协会领导预测的数据显示：今年锂电车的销量约300万辆，而整个电动车产销量约3200万辆。那么锂电池替代铅酸电池的主要障碍在哪里？
锂电池性价比优势并不突出。据众多经销锂电车的经销商反映：采用国产锂电池的电动车，返修率居高不下。国内实力雄厚的锂电池企业与一般的中小锂电池企业（pack）工厂制造出来的锂电池其返修率竟然低到5%，高到13%左右的差距，价格十分的悬殊：以锰系材料的48V12Ah约500元/组左右，镍钴锰三元材料的锂电池48V12Ah约650元/组左右。但是pack锂电池48V12Ah只有约320元/组左右。但是这种pack锂电池使用不到一年，电池容量大大衰减，已经无法再使用。而锰系材料和三元材料的锂电池与铅酸相比，除了体积小与重量轻之外，其余并没有多大的优势，其使用达到2年以上，电池的衰减程度已经无法满足行驶长距离的要求。
返修时间过长严重制约了消费者的使用。一旦出现锂电池的故障进行返修，时间长则一个星期左右，甚至有的更长，让消费者等待得不耐烦，失去了使用的信心。其原因是，经销商无法维修或更换锂电池内部出现问题的电芯，一定要通过快递运送到制造企业，通过专业设备来进行电池的维修。这是制约锂电池大规模替代铅酸电池的关键之一。
锂电池过于“娇贵”，无法像铅酸电池那样经得起折腾。锂电车在使用过程中，经不起摔扔撞击，一旦锂电池遭到刺穿，或者剧烈撞击把锂电池摔坏，锂电池就有可能会产生燃烧与爆炸；锂电池对充电器的要求很高，不能像铅酸电池那样随便用马路边的投币充电器来充电，一旦电流过大，击穿锂电池内的保护板就有可能产生导致燃烧甚至爆炸。
由于锂电池产品质量良莠不齐，大量的低端锂电池冲击着市场，使得经销商对锂电车企业的选择格外的小心谨慎，弄不好哪家制造企业一年半载之后就关门跑路，采购进来的锂电车就要让经销商全部兜着处理了。由此可见，锂电池要实现替代铅酸电池，如果不改变上述的问题，再过五年恐怕也很难。
总的来看电池有三种主要类型，一是化学电池，二是物理电池，三是生物电池。化学电池我们一会儿再说，先简单看一下物理电池和生物电池。物理电池包括光电池，也就是利用光照后就会产生电流的物质，将光能转化为电能的装置，比如太阳能电池就是典型的光电池。还有温差电池，它可以将物质的温差转化为电能。还有原子能电池，它可以利用放射性物质放出的射线来获得电能，所以寿命很长，多装载于人造卫星之上。生物电池目前主要包括两种，一是酶生物燃料电池，它的原理是通过使用酶这一催化剂，在室温下，使氢气、甲醇、葡萄糖等材料，与氧气发生化学反应，从而获得电能。二是微生物电池，其原理是利用微生物进行与酶电池同样的反应。
温差电池
而至于目前在电池家族中挑大梁的化学电池，我们可以将其分为两类，一类是没电了就扔的一次性电池，代表是锌锰干电池、碱性干电池和锂电池。这三种电池的正极都是二氧化锰，而负极分别为锌、锌和锂。另一类是没电了再充电的二次电池，代表是铅酸蓄电池、镍镉电池、镍氢电池，还有我们手机、电脑里使用的锂离子电池。这四种电池的正极分别为二氧化铅、氢氧化镍、氢氧化镍和钴酸锂，而负极分别为铅、镉、储氢合金和石墨。
除了这两大类之外，化学电池中还有一个特殊的存在，这便是燃料电池，其原理是利用氢等燃料与氧反应从而产生电。比如说如果以氢为燃料，那么就会发生与水的电解相反的反应从而产生电，而且氢燃料电池的反应产物只有水，所以对环境没有污染。
物理电池、生物电池与燃料电池产生电的原理不难理解，那么传统的化学电池究竟是怎么产生电的呢？
简单来看，化学电池是一种通过化学反应产生电的装置。氧化反应释放电子，而还原反应得到电子，这两种反应分别在不同的场合进行，如果将它们用导线连接起来，导线中就产生了电子的流动，也就是产生了电流。为了促使各个反应分别在正极和负极发生，在它们周围存在着“电解质”。另外，在实际的电池中，为了防止正负极相连发生短路，正极和负极是用绝缘的分隔装置分隔开的。
电池原理
知道了这一简单的原理，我们在家中就可以制作出一个简易的电池。找一片铜片和一片铝片，在它们中间夹进去几张渗入盐水的餐巾纸，最好把餐巾纸折叠几层。然后把铜片和铝片用导线连接起来。此时，铝从铝片上溶解进盐水，并将电子释放在导线上，而铜片则从导线处获得电子，这样就在导线上形成了微弱的电流。这种电池的负极是铝片，正极是铜片，盐水便是电解质。
我们知道，不同的化学电池有着不同的电压，那么其原因何在呢？这是因为，易于释放电子或者易于获得电子，其难易程度随着物质的不同而不同。而电池的电压正是由各种物质电子释放的难易程度和获得的难易程度所决定的。容易释放电子的物质，按容易程度从高到低包括锂、钾、钙、钠、镁、铝、锌等，所以这些物质可以做电池的负极。而容易获得电子的物质，按容易程度从高到低包括金、铂、银、汞、铜等，所以这些物质可以做电池的正极。正负极金属的离子化倾向差别越大，就越有大量的电子同时移动，也就能制造出电压越高的电池。
