詳解鋰電池包與鉛酸蓄電池優(yōu)劣對比，你知道幾點？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-22 20:13
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鋰電池包與鉛酸蓄電池優(yōu)劣對比,你知道幾點?鉛酸蓄電池VS鋰電池包優(yōu)劣勢對比，一直是業(yè)內(nèi)關(guān)注度持續(xù)不下的問題。無論是電池品牌、款式或者是品牌都紛繁多樣，而鉛酸電池和鋰電池占據(jù)主導(dǎo)位置，下面，就由存能電氣小編來給大家介紹一下鋰電池對比鉛酸蓄電池的優(yōu)劣勢。
一、鋰電池包與鉛酸蓄電池區(qū)別簡述
鋰電池：是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。
蓄電池：是電池中的一種，它的作用是能把有限的電能儲存起來，在合適的地方使用。它的工作原理就是把化學能轉(zhuǎn)化為電能。
二、從重量能量密度、體積能量密度、使用壽命、價格、適用性、充電、國家政策、環(huán)保型等角度來進行分析
①重量能量密度
鉛酸電池組重量在16-30公斤，體積較大;而鋰電池重量一般在2.5-3.0公斤，體積相對較小。目前的鋰電池包能量密度一般在200~260wh/g，鉛酸一般在50~70wh/g，那么重量能密度鋰電池就是鉛酸的3~5倍，這就意味著相同容量的情況下，鉛酸電池是鋰電池的3~5倍，所以在儲能裝置輕量化上，鋰電池包占居絕對優(yōu)勢。
②體積能量密度
鋰電池包的體積容量密度通常是鉛酸電池的1.5倍左右，所以相同容量的情況下，鋰電池比鉛酸電池體積要小30%左右。
③使用壽命
磷酸鐵鋰正極材料的鋰電池可以達到2000次左右，超出鉛酸蓄電池1.5～5倍。這大大降低了鋰電池的使用成本 ，延長了使用壽命，提高使用便利度。鉛酸電池的循環(huán)次數(shù)通常只有300~350次左右，所以鋰電池的使用壽命是鉛酸電池的3-6倍左右。
④價格
目前鋰電池在價格上較鉛酸要貴，大約是3倍左右，但是結(jié)合使用壽命分析，投入相同的成本，仍然是鋰電池包使用周期要長一些。
⑤適用性
鋰電池包因為安全性較鉛酸電池要稍差，所以在使用中需要做好各種安全預(yù)防工作，比如防止外力或事故對鋰電池造成損壞，因為這可能會引起著火或爆炸;目前鋰電池的溫度適用性也很好，所以在其他適應(yīng)性方面，鋰電池也毫不遜色于鉛酸電池。
⑥國家正策
鉛酸電池因為生產(chǎn)環(huán)節(jié)或廢棄電池對環(huán)境造成的危害是相當嚴重的，所以從國家政策導(dǎo)向來講，已經(jīng)在限制鉛酸電池的擴大再投資，或在某些領(lǐng)域限制鉛酸電池的使用，未來鋰電池包替換鉛酸電池的趨勢會越發(fā)明顯，進度也會逐漸加快。
⑦充電速度
鋰電池具有較寬的充電功效范圍，這是鋰電池具有的獨特優(yōu)點。在需要時，可以使充電時間控制在20min～1h，充電效率達到84%以上。而鉛酸電池現(xiàn)在無此性能。
⑧環(huán)保性能
磷酸鐵鋰電池包不含任何重金屬與稀有金屬，無毒，無論在生產(chǎn)及使用中均無污染，符合歐洲RoHS規(guī)定，為綠色環(huán)保電池。而鉛酸電池中卻存在著大量的鉛，在其廢棄后若處理不當，仍會對環(huán)境造成二次污染。
三、鋰電池的缺陷
●同樣電壓同樣容量的鋰電池價格要比鉛酸蓄電池貴一倍左右。
●由于鋰離子電池組成物質(zhì)非常活躍，若使用錯誤將會出現(xiàn)電解液分解、燃燒甚至爆炸的重大事故。
●低溫下電池性能明顯惡化，放電平臺下降、輸出功率減小、可用電量衰減等。
鉛酸蓄電池是化學電池中市場份額最大、使用范圍最廣的電池，特別是在起動和大型儲能等應(yīng)用領(lǐng)域，在較長時間尚難以被其他新型電池替代。鉛酸蓄電池價格較低，具有技術(shù)成熟、高低溫性能優(yōu)異、穩(wěn)定可靠、安全性高、資源再利用性好等比較優(yōu)勢，市場競爭優(yōu)勢明顯。相對于其他電池金屬材料，鉛資源比較豐富，鉛儲量和再生鉛保證鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的年限相對較長，鉛酸蓄電池大量應(yīng)用，較長時間內(nèi)不會造成鉛資源短缺。鉛酸蓄電池不足之處在于：能量密度偏低、循環(huán)壽命偏短，主要原材料鉛是一類有毒物質(zhì)，電池生產(chǎn)和再生鉛加工過程中存在鉛污染風險，管理不善可能會對環(huán)境和人體健康造成危害。
隨著新技術(shù)的突破和新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，鉛碳電池、雙極性電池、非鉛板柵電池等先進鉛酸蓄電池的不斷問世，改變了質(zhì)量能量比偏低、循環(huán)壽命較短等不足，并且隨著法規(guī)制度的逐步健全和管理水平的提升，鉛污染的風險也可防可控。為鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展注入了新的活力。在未來，鉛酸蓄電池仍將在備用電源、儲能、起動、動力等應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。
(1)鉛酸蓄電池的比較優(yōu)勢
①性能比較優(yōu)勢
目前，大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的二次電池主要有鉛酸蓄電池、鎘鎳電池、氫鎳電池和鋰離子電池。鎘鎳電池含有劇毒元素鎘，已逐步被其他電池所替代。目前，市場上應(yīng)用最廣泛的電池為鉛酸蓄電池、鋰離子電池和氫鎳電池。
相較于其他二次電池，鉛酸蓄電池主要有以下性能比較優(yōu)勢：A、實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的時間最長、技術(shù)最成熟的電池，性能穩(wěn)定、可靠，適用性好;B、采用稀硫酸作電解液，無可燃性，電池采用常壓或低壓設(shè)計，安全性好;C、工作電壓較高、工作溫度范圍較寬，適用于混合電動車(HEV)等高倍率放電應(yīng)用;D、能浮充電使用，淺充淺放電性能優(yōu)異，適用于不間斷電源(UPS)、新能源儲能、電網(wǎng)削峰填谷等領(lǐng)域;E、大容量電池技術(shù)成熟，能制成數(shù)千安時的電池，為大規(guī)模儲能提供了便利。
②成本比較優(yōu)勢
鉛酸蓄電池是最廉價的二次電池， 單位能量的價格是鋰離子電池或氫鎳電池的 1/3 左右。此外，鉛酸蓄電池的主要成分為鉛和鉛的化合物，鉛含量高達電池總質(zhì)量的 60%以上，廢舊電池的殘值較高，回收價格超過新電池的 30%，因此鉛酸蓄電池的綜合成本更低。
③再生利用比較優(yōu)勢
鉛酸蓄電池組成簡單，再生技術(shù)成熟，回收價值高，是最容易實現(xiàn)回收和再生利用的電池。全球再生鉛產(chǎn)量已經(jīng)超過原生鉛產(chǎn)量，美國廢鉛酸蓄電池鉛的再利用率已超過 98.5%，我國廢鉛酸蓄電池的再利用率也達到 90%以上。鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池多為小型電池，且組成復(fù)雜，再生成本高，回收難度大，再生產(chǎn)業(yè)難以實現(xiàn)市場化運營。目前，前述電池全球的平均回收比例不足 20%，特別是鋰離子電池，多數(shù)國家尚未實現(xiàn)有效回收和再生。
(2)鉛酸蓄電池的不足
①能量密度偏低
傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池質(zhì)量和體積能量密度偏低， 能量密度只有為鋰離子電池的1/3 左右，氫鎳電池的 1/2 左右，并且體積較大，不適宜在質(zhì)量輕、體積小的場合使用。未來，鉛酸蓄電池能量密度仍有較大的提高空間，尤其是泡沫碳等采用新材料、新技術(shù)的鉛酸蓄電池。
②循環(huán)壽命偏短
傳統(tǒng)鉛酸蓄電池循環(huán)壽命較短，理論循環(huán)次數(shù)為鋰離子電池 1/3 左右。鉛酸蓄電池的循環(huán)壽命提高的空間仍然比較大，特別是新材料、新結(jié)構(gòu)和新技術(shù)的鉛酸蓄電池，如雙極性鉛酸蓄電池、鉛碳電池等。
③產(chǎn)業(yè)鏈存在鉛污染風險
鉛是鉛酸蓄電池的主要原材料，鉛占電池質(zhì)量的 60%以上，全球鉛酸蓄電池的用鉛量占總用鉛量的 80%以上。鉛為重金屬，鉛酸蓄電池制造產(chǎn)業(yè)鏈(包括原生鉛冶煉、電池制造、電池回收、再生鉛冶煉)存在較高的鉛污染風險，管理不善會對環(huán)境造成污染和對人體健康產(chǎn)生危害。
4、鉛酸蓄電池與環(huán)保
鉛酸蓄電池制造是用鉛的主要行業(yè)，其產(chǎn)業(yè)鏈在原生鉛冶煉、蓄電池生產(chǎn)、廢舊蓄電池回收、再生鉛冶煉存在鉛污染風險，但是該產(chǎn)業(yè)鏈全過程的鉛污染可以實現(xiàn)有效控制。鉛污染防治的技術(shù)較為成熟， 國外已有成套有關(guān)原生鉛和再生鉛冶煉的技術(shù)和設(shè)備可以提供，國內(nèi)的鉛冶煉技術(shù)基本成熟，包括鉛酸蓄電池制造在內(nèi)，只要按規(guī)范配置先進的環(huán)保設(shè)備，環(huán)保設(shè)備正常運行，基本不會造成鉛污染事件的發(fā)生。在鉛酸蓄電池制造領(lǐng)域，先進的清潔化、自動化、機械化生產(chǎn)裝備，以及先進的環(huán)保技術(shù)與裝備，得到了廣泛的應(yīng)用，使得鉛煙鉛塵、水中鉛化合物得到有效處理，鉛污染得到有效控制。先進生產(chǎn)工藝有：一爐多機板柵鑄造工藝、鉛錠冷切技術(shù)、自動化包片與刷片、內(nèi)化成工藝等。先進環(huán)保工藝有：高效脈沖式鉛塵處理器、 多級濕式鉛煙處理器、 堿霧噴淋式酸霧處理器、 廢水中水回用系統(tǒng)等。過去我國頻繁發(fā)生的鉛污染事件主要是由于相關(guān)法規(guī)、 政策不夠完善和全過程管理不足造成的。主要表現(xiàn)在五個方面：一是冶煉廠之間的無序競爭，特別是小冶煉、非法冶煉廠為了以低價爭奪市場，采用土法冶煉的方法，無環(huán)保設(shè)施或設(shè)施運行不正常;甚至也有一些大冶煉廠為了降低成本，存在環(huán)保治理不規(guī)范的現(xiàn)象，造成原生鉛企業(yè)污染事件的發(fā)生。二是鉛酸蓄電池制造業(yè)小廠數(shù)量眾多，其生產(chǎn)裝備落后，無法配置齊全和先進的環(huán)保設(shè)備和衛(wèi)生防護設(shè)施，不利于環(huán)境保護和資源利用。三是鉛酸蓄電池回收完全處于無組織回收狀態(tài)，這是造成鉛、酸污染的重要環(huán)節(jié)。四是廢舊蓄電池大量流向小型再生鉛廠，因環(huán)節(jié)管理失控，造成經(jīng)常性環(huán)境污染事件的發(fā)生。五是動力鉛酸蓄電池存在鎘污染風險。
美國也是全球鉛酸蓄電池生產(chǎn)大國之一， 年用鉛 200 多萬噸， 由于法規(guī)健全、控制鉛污染的措施得力，實現(xiàn)了鉛使用的閉路循環(huán)，從原生鉛冶煉、電池制造、再生鉛冶煉實施“從生到死”的跟蹤，生產(chǎn)者、運輸者、運營者、產(chǎn)品擁有者以及各級政府“共同各自承擔責任”，使鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)鏈的鉛污染得到了有效控制。近年來，隨著國內(nèi)相關(guān)法規(guī)和行業(yè)政策規(guī)范的逐步頒布和嚴格執(zhí)行，鉛酸蓄電池企業(yè)環(huán)保意識的逐漸增強，污染治理技術(shù)的不斷進步，行業(yè)主要企業(yè)的鉛污染也已得到有效防治。特別是經(jīng)過國家工信部、環(huán)保部組織進行的行業(yè)準入核查、行業(yè)規(guī)范條件核查、行業(yè)環(huán)保核查，行業(yè)企業(yè)環(huán)保狀況得到顯著的改善。與其它的有害金屬相比，鉛污染可控可防，鉛中毒也可治，一定程度的鉛中毒或血鉛超標是可以逆轉(zhuǎn)的，可以通過食療、藥物調(diào)節(jié)等得到恢復(fù)。
(二)行業(yè)競爭情況
1、行業(yè)供求狀況及變動原因
(1)全球鉛酸蓄電池市場供求狀況
在全球市場范圍內(nèi)，鉛酸蓄電池由于其技術(shù)成熟、安全性高、循環(huán)再生利用率高、適用溫帶寬、電壓穩(wěn)定、組合一致性好及價格低廉等優(yōu)勢，在電池市場占據(jù)主導(dǎo)地位。2015 年，全球鉛酸蓄電池市場規(guī)模占全球電池市場規(guī)模的 54.67%。
鉛酸蓄電池作為全球市場份額最大的電池類型， 全球市場規(guī)模預(yù)計仍將保持持續(xù)增長。2015 年全球鉛酸蓄電池市場規(guī)模較上年增長 1.57%，達到 432.08 億美元，預(yù)計未來 5 年將基本維持 1%-2%增長速度。
