铅酸电池和锂电池的结构主要是什么？

铅酸电池的结构

      铅酸电池的正极材料主要是由PbO2组成，负极材料主要是Pb组成，电解液通常是稀硫酸。在放电过程中遵循双硫酸盐反应规则，正负极材料上都有PbSO4晶粒生成，铅酸蓄电池的标称电压是2V，理论比能量是166.9Wh/kg，实际比能量为35～45Wh/kg。由于电解液存在的导电性，使得铅酸电池存在自放电和充电的时候不允许大电流充电，所以一般铅酸电池的充电都限制在0.3C以下。

      铅酸电池的生产工艺比较成熟，在该技术上虽然有很多公司在正负极材料的制备工艺上有很多的创新和突破，但是使用材料的基础技术却没有根本性的创新和突破。在制备工艺的改进创新基础上铅酸电池的蓄电能力，自放电性，以及耐充电性能都得到一定的改善。但是并没有发生质的的变化。铅酸电池本身使用的材料存在一定的污染环境的风险。在低速电动车使用的复杂工况环境下极有可能出现电解液泄露，或者是其他的情况致使铅酸电池中的正负极材料流失到环境中去，对环境造成一定的污染。

      就目前来讲，铅酸电池的制备从上游的铅矿，以及各种加工厂产业链比较完善，竞争也比较充分，再加上行业发展的技术成熟程度包括产业设备的国产化率都是比较高，所以产品价格比较低，在低速电动车上使用非常具有成本优势。

锂电池的结构

      锂电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。正极材料主要是锂的活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂，镍钴锰酸锂材料（俗称三元），磷酸铁锂等活性锂合物质。负极材料主要是负极采用锂-碳层间化合物LiXC6，基本是性能和化学稳定性比较好的碳材料，石墨、碳纤维、玻璃碳等等，在负极材料方面石墨烯由于其优异的充放电性能，越来越多的受到各个锂电池厂家以及投资机构的关注。电解液通常是溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂，聚合物的则使用凝胶状电解液，目前国内最大生产电解液的厂家是以多氟多（002407）为代表的一类厂家。目前比较热的锂离子电池的能量密度约在100～150Wh/kg左右，显然比铅酸电池高出很多。由于电解液使用的是有机溶剂，导电率非常弱。使得锂电池的自放电性很小。在充电的时候允许大电流充电。所以一般锂电池的充电能够达到1C。

 

      锂电池的生产工艺目前来讲已经很成熟，但是在正负极材料、隔膜这些核心材料方面国产化依然还有很长的路要走。随着装配工艺的不断进步和发展以及国内大量的资本涌向锂电池产业链。关键的原材料不断在有所突破，再加上最近两年大量的新开工的锂电池厂家将会在未来两年建成投产，势必会造成锂电池的产能过剩，价格必定会出现跌落。随着资本的密集投入，上下游产业链的完善，锂电池价格必将会到达一个低速电动汽车接受的水平。更主要的是锂电池本身的材料结构决定其不会存在对环境污染的巨大风险。

      锂电池的优秀性能，如果能在价格上跟铅酸电池产生正面竞争，将会给低速电动汽车的续航里程，充电使用带来深远的影响，甚至会对该产业带来巨大的影响。对于锂电池具有价格成本优势应用于低速电动汽车上面本人持有乐观态度。

      对比完铅酸电池和锂电池的结构，在低速电动汽车使用方面，动力电池会产生的污染点主要有以下几种情况：

1、车体产生颠覆或者是碰撞受损。在这种情况下，铅酸电池极容易出现电解液泄露，铅酸电池内部的一些材料出现泄露。而锂电池车辆由于制造工艺与铅酸电池存在很大差异，出现泄露的情况十分有限甚至是可以忽略。

2、 使用过程中某一两个电池出现问题的更换。在此环节很容易出现更换之后随意丢弃的现象。在这种情况下电池极容易成为污染源。相比于铅酸电池的用量，以及使用材料，锂电池中不含有重金属对环境产生的影响也不大。而铅酸电池中的重金属铅却会对环境产生很大的压力和影响。

3、使用到达寿命年限的废旧处理。首先锂电池的充放电次数要远大于铅酸电池的充放电次数。使用更换率上锂电池要比铅酸电池慢得多。即使到了使用年限或者是报废条件。锂电池依然有很高的电容量率。还能进行储能使用，进入下一轮循环。而铅酸电池虽然残值相对比较高，但是在流通环节特别是乡村偏远地区以及特定的使用环节，极容易出现随意丢弃或者是流通到一些翻新小作坊里面，成为完全失控的状态。

      现在锂电池的价格在一定的时间之内还无法降低到与铅酸电池相竞争的价格，但不能否认锂电池的价格正在逐步降低，再有一点，国家对铅酸电池的政策性加税也促进锂电池的加快发展，占领低速电动汽车这块迅速增长的市场。国内各大锂电池厂家产能扩大，进入有序的激烈竞争势必会带来物美价廉的动力锂电池。在《四轮低速电动乘用车技术条件》的征求意见中，将锂电池作为动力电池的基本要求。也是国家层面也在正视低速电动汽车这个能够改善民生的市场。　通常情况下，铅酸电池组重量在16-30公斤，体积较大；而锂电池重量一般在2.5-3.0公斤，体积相对较小，所以骑行轻便、搬运也方便。从质量上来看，两者的好坏很难界定，不过消费者可以根据自己的实际需要来购买正规厂家生产的品质好的电池。

　　锂电池的正极材料、负极材料、集流体、隔膜、电解质等主材成本比铅酸蓄电池高很多。而铅酸蓄电池的组装辅材和外部电路系统成本极低。

 

　　由于制作工艺的原因，锂电池的人工成本比较大。在制造成本中，锂电池人工成本占40%以上， 而铅酸蓄电池的人工成本一般为10%～20%。

 

　　锂电池生产用的机械设备昂贵，价值较高，机械设备折旧损耗较大。 锂电池在生产中大部分过程是不可逆的，而铅酸蓄电池是可逆修复和再次使用的。铅酸蓄电池使用之后的回收价值在40%以上， 而锂电池的回收价值几乎是零。

 

　　锂电池无论是体积比能量，还是重量比能量，锂电池均比铅酸蓄电池高出3倍以上。锂电池体积 更小、重量更轻。循环寿命长。锂电池用于电动车的循环寿命一般在800次以上，采用磷酸铁锂正极材料的锂电池可以达到2000次左右，超出铅酸蓄电池1.5～5倍。这大大降低了锂电池的使用成本 ，延长了使用寿命，提高使用便利度。 具有较宽的充电功效范围。这是锂电池具有的独特优点。在需要时，可以使充电时间控制在20min～1h，充电效率达到84%以上。在进一步技术创新的基础上，这 一特性将得到更好的发挥。

　　我们知道，一般对比储能产品要从重量能量密度、体积能量密度、使用寿命、价格、适用性、国家政策等角度来进行：