铅酸电池与锂电池的结构比较

铅酸电池与锂电池的结构比较

铅酸电池结构

 

铅酸电池的负极材料主要由PbO2构成，负极材料主要由Pb构成，电解液通常为稀硫酸。在放电过程中，遵循双硫酸盐反应规律。正极和负极材料都能产生PbSO4晶粒。铅酸蓄电池标称电压2V，理论比能166.9Wh/kg，实际比能35 ~ 45Wh/kg。由于电解液的导电性，铅酸电池在自放电充电时不允许大电流充电，所以铅酸电池的充电一般限制在0.3c以内。

 

铅酸蓄电池的生产工艺比较成熟。虽然很多公司在正极和负极材料的制备过程中进行了很多创新和突破，但是在材料使用的基本技术上却没有根本性的创新和突破。在制备工艺改进和创新的基础上，铅酸蓄电池的存储容量、自放电能力和充电电阻都有了一定程度的提高。但是没有质的变化。铅酸电池本身使用的材料有一定的环境污染风险。在低速电动汽车的复杂工况下，可能会出现电解液泄漏等情况，导致铅酸电池中的正极和负极材料向环境流失，对环境造成一定的污染。

 

现在,从上游的铅酸电池的制备,以及各种加工产业链是完美的,更充分的竞争,加上该行业技术的发展成熟包括工业设备国产化率较高,所以产品价格较低,在低速电动汽车使用非常具有成本优势。

 

锂电池的结构

 

锂离子电池的工作原理主要是锂离子在正极和负极之间移动。在充放电过程中，Li+在两个电极之间来回插入和拆卸。正极材料的活性材料是锂，一般是锰酸锂或钴酸锂、锰酸镍钴锂材料(俗称三元)、磷酸铁锂等活性锂化合物。负极材料主要是LiXC6，它基本上是一种性能良好、化学稳定性好的碳材料，如石墨、碳纤维、玻璃碳等。在负极材料方面，石墨烯因其良好的充放电性能，越来越受到各锂电池制造商和投资机构的关注。电解液通常为碳酸盐岩溶剂，溶解有六氟磷酸锂，而聚合物则使用凝胶电解液。目前国内最大的电解液生产厂家是以聚氟醚(002407)为代表的厂家。目前，热锂离子电池的能量密度约为100 ~ 150Wh/kg，明显高于铅酸电池。因为电解液使用有机溶剂，所以导电性很弱。锂电池的自放电很小。充电时允许大电流。所以一个典型的锂电池可以充电1C。

 

锂电池的生产工艺已经很成熟，但是在正极和负极材料上，隔膜这些芯材还有很长的路要走。随着组装工艺的不断进步和发展，大量的国内资金涌入锂电池产业链。关键原材料不断取得突破，在过去的两年里，一大批新的锂电池厂商将在未来两年建成投产，这势必导致锂电池产能过剩，价格必然会下降。随着资本的密集投入和上下游产业链的完善，锂电池的价格必将达到低速电动汽车可以接受的水平。另外，锂电池本身的材料结构决定了它不存在很大的环境污染风险。

 

锂电池的优异性能，如果能在价格上与铅酸电池竞争，将对低速电动汽车的续航、充电和使用产生深远的影响，甚至对行业产生巨大的影响。我对用于低速电动汽车的锂电池的价格和成本优势持乐观态度。