摘要:锂离子电池和铅酸蓄电池是目前使用较广泛的两种电池。那么这两种电池有什么差别,哪一个更好呢?下文将以锂离子电池和铅酸蓄电池的差别为中心而展开的话题。
一、锂离子电池简介
锂离子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,使得锂金属的出产、保存、使用,对环境要求非常高。所以,锂离子电池长期没有得到使用。
锂离子电池和铅酸蓄电池有什么差别?哪一个好?
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
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二、铅酸蓄电池解析
铅酸蓄电池(VRLA),是一种电极重要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅酸蓄电池放电状态下,正极重要成分为二氧化铅,负极重要成分为铅;充电状态下,正负极的重要成分均为硫酸铅。
一个单格铅酸蓄电池的标称电压是2.0V,能放电到1.5V,能充电到2.4V。在使用中,常常用6个单格铅酸蓄电池串联起来组成标称是12V的铅酸蓄电池。还有24V、36V、48V等。
铅酸蓄电池重要特性
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萌生的气体转化成水,在使用VRLA电池的过程中不要加水。
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
采用先进的加工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。
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铅酸蓄电池使用
备用电源
*电信
*太阳能系统
*电子开关系统
*通讯设备:基站,PbX,CATV,WLL,ONU,STb,无绳电话等
*后备电源:UPS,ECR,电脑后备系统,Sequence,ETC等
*紧急设备:应急灯,火警盗警,防火闸
主电源
*通讯设备:收发器
*电力控制机车:采集车,自动运输车,电动轮椅,清洁机器人,电动汽车等
*机械工具启动器:剪草机,hedgetrimmers,无绳电钻,电动起子,电动雪橇,等等
*工业设备/仪器
*摄像:闪光灯,VTR/VCR,电影灯等
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三、锂离子电池和铅酸蓄电池差别比较
我们了解,一般比较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
目前的锂离子电池能量密度一般在200~260wh/g,铅酸一般在50~70wh/g,那么重量能密度锂离子电池就是铅酸的3~5倍,这就意味着相同容量的情况下,铅酸蓄电池是锂离子电池的3~5倍,所以在储能装置轻量化上,锂离子电池占居绝对优点。
体积能量密度
锂离子电池的体积容量密度通常是铅酸蓄电池的1.5倍左右,所以相同容量的情况下,锂离子电池比铅酸蓄电池体积要小30%左右。
使用周期
目前较为流行的材料体系是三元和铁锂,三元动力型锂离子电池循环次数通常在1000次以上,磷酸铁锂离子电池的循环次数在2000次以上,铅酸蓄电池的循环次数通常惟有300~350次左右,所以锂离子电池的使用寿命是铅酸蓄电池的3-6倍左右。
价格
目前锂离子电池在价格上较铅酸要贵,约莫是3倍左右,但是结合使用寿命分解,投入相同的成本,依然是锂离子电池使用周期要长一些。
适用性
锂离子电池因为安全性较铅酸蓄电池要稍差,所以在使用中要做好各种安全防止工作,比如戒备外力或事故对锂离子电池造成损坏,因为这可能会引起着火或爆炸;目前锂离子电池的温度适用性也很好,所以在其他适应性方面,锂离子电池也毫不逊色于铅酸蓄电池。
使用场合
铅酸蓄电池:汽车启动,电动汽车电池,
锂离子电池:手机,电脑,电动工具,今朝也用于电动汽车电池。
内部材料
铅酸蓄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。