锂电池与铅酸电池的优缺点分别是什么?
来源:宝鄂实业
2019-05-01 14:16
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锂电池
锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。“锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。随着科学技术的发展,现在锂电池已经成为了主流。
铅酸电池
铅酸电池(VRLA),是一种电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池放电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅;充电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。
锂电池的优点:
●锂电池包体积更小,重量更轻。锂电池的体积是铅酸电池体积的2/3,重量约是铅酸电池重量的1/3。相同体积的锂电池更比铅酸电池的容量要高。
●长寿命:磷酸铁锂电池包在同样条件下使用寿命更长,一般寿命基本在4到5年左右。
●出色的高温性能:磷酸铁锂电池热峰值可达350~500℃。
●快速充电:可大电流2C快速充放电,在专用充电器下1.5C充电40分钟内即可将电池充满。
●安全可靠 :磷酸铁锂已经过严格的安全测试,即使在剧烈的碰撞中也不会产生爆炸。
●绿色环保:符合欧洲RoHS规定,为绿色环保电池。
●无记忆效应:可随冲随用,无需先放完全再冲电。
●使用性能好:动力强劲,能快充快放。
锂电池缺点:
锂电池的制作成本高,价格大概是铅酸电池的三倍左右;
锂电池的回收价值不高,国内的回收环境也比较混乱,大部分锂电池用坏了只能扔了,或者找个地方埋了;
错误使用存在安全隐患:由于锂离子电池组成物质非常活跃,若使用错误将会出现电解液分解、燃烧甚至爆炸的重大事故。
铅酸电池优点:
价格便宜,相当一部分厂商为了把成本用在电动车其它结构上而选择使用铅酸电池;
可修复,电池修复可以延长使用寿命的理念已被广大客户认可、接受,而且在保修范围内损坏的话还可以以旧换新;
很高的抗冲击强度,抗击打”能力强,不会因为平时的一些颠簸就造成电池的损坏;
铅酸电池中的ABS树脂材料具有优良的热性能。
铅酸电池缺点:
首先就是铅酸电池的体积和重量都很大,重量一般在16-30kg,不易携带;
铅酸电池一般情况下深充深放电在500次以内,有记忆,使用寿命在2年左右;
对环境腐蚀性强,不环保,对环境有污染;
铅酸电池里面包含液体,电池消耗一段时间后,如果发现电池发烫的厉害或者充电时间变的短了,就需要补充液体。
铅酸电池是“真便宜”,还是“假实惠”?
据了解:一般消费者的电动车更换周期在4-5年左右。铅酸电池虽然便宜,但年损耗高,往往需要一年换一次。一般来说,好一点的铅酸电池价格是600元左右,所以在同一辆电动车上,仅更换电池上就要花掉约2400元左右。
再来看看配置锂电池的电动车。买一部锂电池电动车大概3500元。锂电池质保3年左右,也就是说在这三年里我们不用另外花钱更换电池。而且锂电池的寿命很长,基本都在5年左右。也就是说,其实只要我们平时自己好好爱惜,5年内根本不会再在电动车上有其他的花费了。
对比以上两者之间的优缺点,锂电池用在UPS电源上确实是更胜一筹。再者说,随着锂电池技术的不断发展,缺点正在一步步在慢慢解决,各企业也提出相应的改善措施,不断完善。锂电池在不久的将来将会完全取代铅酸电池。
锂电池的寿命长、体积小、重量轻等优点,被人们寄予替代铅酸电池的厚望,锂电池建设方案也被越来越多的企业所采纳,我们看到锂电池正在一步一步成为UPS电源必不可缺的新朋友。电子产品在近三十年普遍融入于生活应用中,近五年的消费性产品成长更是让电池在能量密度的需求上逐年升高。目前可充电电池最普及的约可分为铅酸电池、镍氢电池与锂电池,其中镍氢电池与高能量密度锂电池(锂鈷/锂三元系)更是充斥在各种消费性产品中。铅酸与高功率锂离子电池(锂三元/锂锰/锂铁)则普遍应于动力行产品。
若是以使用历史来看,铅酸电池从1859年问世至今,更是已有超过百年历史,目前已进化至免加水型铅酸电池(valve-regulatedlead-acidbattery),从车辆到备用电源应用,市场需求规模可观。随着电池性能需求的提升,取代铅酸电池成为锂电池的另一项重大挑战。
锂铁产品具先天优势
随着动力锂电池的发展逐步跟进,市场开始在铅酸与锂电池之间取舍。铅酸电池技术成熟且价格低廉,但仍有许多问题需要克服,包括了电池重量能量密度较低,且使用寿命较低导致维护更换频率较高等。为了取得较佳的单位能量密度以及使用的便利性,市场上一般可选择锂锰、锂三元以及锂铁电池等。锂锰与锂三元在能量密度通常都具有较高的表现;而锂铁除了在能量密度低于前者外,仍具有其他的几点优势:
高使用寿命
最大的优势在于有较高的循环寿命外。一般而言,铅酸电池属于浅度放电特性,设计简便且无电源管理机制,虽然价格便宜但寿命仅约在300~500次,一般锂电池则在500~700次,锂铁寿命更可达2000次。
高相容性
铅酸电池因为已发展上百年时间,因此在日常生活应用已相当普及,包括了汽车电瓶、电动两轮车、备用电源等,然而如前所述,铅酸在能量密度与使用寿命仍低于锂电池许多。在锂电池的原始资料中,锂铁电池工作电压为3.2V,而其他常见如锂鈷或者三元相材料电池则为3.7V,因此当系统需要做12V的铅酸电池取代的时候,仅需做四组电池串连,即可得到接近12V的电压值,而锂钴与锂锰则因为数值较高,因此在串连电压上较难匹配。