锂电池和铅酸电池有什么区别?哪个好?电动车用锂电池好还是铅酸电池好?
来源:宝鄂实业
2019-05-06 16:44
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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。1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世纪70年代时,M. S. WhitTIngham提出并开始研究锂离子电池。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。所以,锂电池长期没有得到应用。
锂离子电池工作原理:
锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。
充电正极上发生的反应为:LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)
充电负极上发生的反应为:6C+XLi++Xe- = LixC6
充电电池总反应:LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6
正极
正极材料:可选的正极材料很多,主流产品多采用锂铁磷酸盐。不同的正极材料对照:
正极反应:放电时锂离子嵌入,充电时锂离子脱嵌。 充电时:LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-放电时:Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4。
负极
负极材料:多采用石墨。新的研究发现钛酸盐可能是更好的材料。
负极反应:放电时锂离子脱嵌,充电时锂离子嵌入。
充电时:xLi+ + xe- + 6C → LixC6
放电时:LixC6 → xLi+ + xe- + 6C
二、铅酸电池介绍
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。
一个单格铅酸电池的标称电压是2.0V,能放电到1.5V,能充电到2.4V。在应用中,经常用6个单格铅酸电池串联起来组成标称是12V的铅酸电池。还有24V、36V、48V等。
铅酸电池主要特性
安全密封
在正常操作中,电解液不会从电池的端子或外壳中泄露出。没有自由酸
特殊的吸液隔板将酸保持在内,电池内部没有自由酸液,因此电池可放置在任意位置。
泄气系统
电池内压超出正常水平后,VRLA电池会放出多余气体并自动重新密封,保证电池内没有多余气体。
维护简单
由于气体复合系统使产生的气体转化成水,在使用VRLA电池的过程中不需要加水。
使用寿命长
采用了有抗腐蚀结构的铅钙合金栏板VRLA电池可浮充使用10-15年。
质量稳定,可靠性高
采用先进的生产工艺和严格的质量控制系统,VRLA电池的质量稳定,性能可靠。电压、容量和密封在线上进行100%检验。
安全认证
所有VRLA电池均通过UL安全认证。
三、锂电池和铅酸电池区别对比
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:
重量能量密度
目前的锂电池能量密度一般在200~260wh/g,铅酸一般在50~70wh/g,那么重量能密度锂电池就是铅酸的3~5倍,这就意味着相同容量的情况下,铅酸电池是锂电池的3~5倍,所以在储能装置轻量化上,锂电池占居绝对优势。
体积能量密度
锂电池的体积容量密度通常是铅酸电池的1.5倍左右,所以相同容量的情况下,锂电池比铅酸电池体积要小30%左右。
使用周期
目前较为流行的材料体系是三元和铁锂,三元动力型锂电池循环次数通常在1000次以上,磷酸铁锂电池的循环次数在2000次以上,铅酸电池的循环次数通常只有300~350次左右,所以锂电池的使用寿命是铅酸电池的3-6倍左右。
价格
目前锂电池在价格上较铅酸要贵,大约是3倍左右,但是结合使用寿命分析,投入相同的成本,仍然是锂电池使用周期要长一些。
适用性
锂电池因为安全性较铅酸电池要稍差,所以在使用中需要做好各种安全预防工作,比如防止外力或事故对锂电池造成损坏,因为这可能会引起着火或爆炸;目前锂电池的温度适用性也很好,所以在其他适应性方面,锂电池也毫不逊色于铅酸电池。
使用场合
铅酸电池:汽车启动 ,电动车电池,
锂电池:手机,电脑,电动工具 ,现在也用于电动车电池。
内部材料
铅酸电池正负极为氧化铅、金属铅 、电解液为浓硫酸,
锂电正负极为钴酸锂/磷酸铁锂/锰酸锂、石墨、有机电解液。“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。1912年锂金属电池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世纪70年代时,M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。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。所以,锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展,现在锂电池已经成为了主流。
锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制,现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
一、锂电池要好一些。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。
二、锂电池与铅酸电池的对比
1、电池容量方面
锂电池的容量一般在8-10安,铅酸电池容量为20安左右。
2、行驶公里方面
同样是48V的电池,在充满电的情况下,锂电池和铅酸电池的电动车都是可以行使30-40公里的,其速度主要是取决于使用的电机大小。
3、耐用性方面
锂电池耐用性较强,消耗慢,充放超过500次,并且无记忆,一般寿命在4—5年。铅酸电池一般在深充深放电400次以内,有记忆,寿命在两年左右。如果使用的是免维护铅酸蓄电池,需要注意的是其电池失水量少,使用中一般不需添加蒸馏水。就耐用性而言,锂电池耐震动性好,完全充电状态的电池安全固定,以4mm的振幅,16.7Hz的频率震动1小时,无漏液,无电池膨胀及破裂,开路电压正常;耐过充电性好,25摄氏度,完全充电状态的电池0.1CA充电48小时,无漏液,无电池膨胀及破裂,开路电压正常,容量维持率在95%以上;耐大电流性好,完全充电状态的电池2CA放电5分钟或10CA放电5秒钟,无导电部分熔断,无外观变形。
4、价格、质保期方面
上目前主流的电池是48伏,假如需要更换的话,铅酸电池在380-450元(48V12AH-48V20AH)左右,质保期为1年;锂电池价格相对较贵,需要1000(48V12AH)元左右,但是其质保期为2年。
5、质保期方面
市场上目前主流的电池是48伏,假如需要更换的话,铅酸电池在450左右,质保期为1年;锂电池价格相对较贵,需要1000元左右,但是其质保期为2年。