電動(dòng)車(chē)的鋰電池和鉛酸電池的優(yōu)缺點(diǎn)你知道有哪些嗎？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-16 09:06
點(diǎn)擊量：次
以鉛酸蓄電池為數(shù)量最多。鉛酸蓄電池的價(jià)格最低，也最常用，中國(guó)是全世界鉛酸蓄電池最大的生產(chǎn)國(guó)。其含污染的成分比較少，可回收性好。缺點(diǎn)是比容小。也就是說(shuō)，在同樣的容量下，電池重量和體積都大。目前的鉛酸蓄電池基本上是由浮充類(lèi)型的電池發(fā)展而來(lái)的。浮充電池不適應(yīng)快速充電和大電流放電，雖然技術(shù)人員的花費(fèi)了大量的心血進(jìn)行了卓有成效的改進(jìn)，可以進(jìn)入實(shí)用了，但是其壽命還是非常不理想的。
膠體電池屬于鉛酸蓄電池的一種發(fā)展分類(lèi)，最簡(jiǎn)單的做法，是在硫酸中添加膠凝劑，使硫酸電液變?yōu)槟z態(tài)。電液呈膠態(tài)的電池通常稱(chēng)之為膠體電池。廣義而言，膠體電池與常規(guī)鉛酸電池的區(qū)別不僅僅在于電液改為膠凝狀。
例如非凝固態(tài)的水性膠體，從電化學(xué)分類(lèi)結(jié)構(gòu)和特性看同屬膠體電池。又如在板柵中結(jié)附高分子材料，俗稱(chēng)陶瓷板柵，亦可視作膠體電池的應(yīng)用特色。近期已有實(shí)驗(yàn)室在極板配方中添加一種靶向偶聯(lián)劑，大大提高了極板活性物質(zhì)的反應(yīng)利用率，據(jù)非公開(kāi)資料表明可達(dá)到70wh/kg的重量比能量水平，這些都是現(xiàn)階段工業(yè)實(shí)踐及有待工業(yè)化的膠體電池的應(yīng)用范例。
膠體電池與常規(guī)鉛酸電池的區(qū)別，從最初理解的電解質(zhì)膠凝，進(jìn)一步發(fā)展至電解質(zhì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的電化學(xué)特性研究，以及在板柵和活性物質(zhì)中的應(yīng)用推廣。其最重要的特點(diǎn)為：用較小的工業(yè)代價(jià)，沿已有150年歷史的鉛酸電池工業(yè)路子制造出更優(yōu)質(zhì)的電池，其放電曲線平直，拐點(diǎn)高，比能量特別是比功率要比常規(guī)鉛酸電池大20%以上，壽命一般也比常規(guī)鉛酸電池長(zhǎng)一倍左右，高溫及低溫特性要好得多。
鋰離子電池
鋰離子電池的比容要好于鎳氫電池，對(duì)于同樣容量的鉛酸蓄電池來(lái)說(shuō)，鋰離子電池的重量相當(dāng)于一臺(tái)筆記本電腦，這樣老弱婦孺就都可以使用了。其壽命也可以比鎳氫電池做得好。目前的手機(jī)電池基本上都是采用這種電池。鋰電池的內(nèi)阻相對(duì)比較大，在電動(dòng)自行車(chē)上使用會(huì)出現(xiàn)電池即將完全放電的時(shí)候感覺(jué)車(chē)的動(dòng)力不足。鋰離子電池更主要的問(wèn)題是在過(guò)充電和過(guò)放電狀態(tài)電池會(huì)發(fā)生爆炸，手機(jī)電池都是使用的單體電池，再經(jīng)過(guò)良好的保護(hù)電路來(lái)配合使用，基本上杜絕了電池爆炸的問(wèn)題。而在電動(dòng)自行車(chē)上使用，必須要使用串連電池組，而串連電池組的保護(hù)電路的復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)單體電池的保護(hù)電路，其材料成本也大大增加。目前一個(gè)良好的鋰電池保護(hù)電路的成本接近電池本身的價(jià)格。而聚合物鋰電池的爆炸殺傷力低于鋰離子電池，但是，也存在著爆炸和燃燒的可能性。這也是與鋰離子電池一樣需要解決問(wèn)題的。
一、鉛蓄電池分類(lèi)
(1)按蓄電池極板結(jié)構(gòu)分類(lèi)：有形成式、涂膏式和管式蓄電池;
(2)按蓄電池蓋和結(jié)構(gòu)分類(lèi)：有開(kāi)口式、排氣式、防酸隔爆式和密封閥控式蓄電池;
(3)按蓄電池維護(hù)方式分類(lèi)：有普通式、少維護(hù)式、免維護(hù)式蓄電池。
(4)按國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定主要蓄電池系列產(chǎn)品有：
起動(dòng)型蓄電池：主要用于汽車(chē)、拖拉機(jī)、柴油機(jī)船舶等起動(dòng)和照明;
固定型蓄電池：主要用于通訊、發(fā)電廠、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為保護(hù)、自動(dòng)控制的備用電源;
牽引型蓄電池：主要用于各種蓄電池車(chē)、叉車(chē)、鏟車(chē)等動(dòng)力電源;
鐵路用蓄電池：主要用于鐵路內(nèi)燃機(jī)車(chē)、電力機(jī)車(chē)、客車(chē)起動(dòng)、照明之動(dòng)力;
摩托車(chē)蓄電池：主要用于各種規(guī)格摩托車(chē)起動(dòng)和照明;
煤礦用蓄電池：主要用于電力機(jī)車(chē)牽引動(dòng)力電源;
儲(chǔ)能用蓄電池：主要用于風(fēng)力、水力發(fā)電電能儲(chǔ)存。
二、各種鉛蓄電池簡(jiǎn)介及特點(diǎn)
1
鉛酸蓄電池
鉛酸水電池又稱(chēng)為鉛酸蓄電池，它的電極是由鉛和鉛的氧化物構(gòu)成，電解液是硫酸的水溶液。
主要特點(diǎn)：采用稀硫酸做電解液，用二氧化鉛和絨狀鉛分別做為電池的正極和負(fù)極
優(yōu)點(diǎn)：電壓穩(wěn)定、價(jià)格便宜;
缺點(diǎn)：存儲(chǔ)的電能低、使用壽命短和日常維護(hù)頻繁。
常用的鉛酸蓄電池主要分三大類(lèi)：
1) 普通蓄電池;普通蓄電池的極板是由鉛和鉛的氧化物構(gòu)成，電解液是硫酸的水溶液。
2)干荷蓄電池：它的全稱(chēng)是干式荷電鉛酸蓄電池，它的主要特點(diǎn)是負(fù)極板有較高的儲(chǔ)電能力，在完全干燥狀態(tài)下，能在兩年內(nèi)保存所得到的電量，使用時(shí)，只需加入電解液，等過(guò)20—30分鐘就可使用。
3)免維護(hù)蓄電池：免維護(hù)蓄電池由于自身結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)，電解液的消耗量非常小，在使用壽命內(nèi)基本不需要補(bǔ)充蒸餾水。它還具有耐震、耐高溫、體積小、自放電小的特點(diǎn)。使用壽命一般為普通蓄電池的兩倍。市場(chǎng)上的免維護(hù)蓄電池也有兩種：第一種在購(gòu)買(mǎi)時(shí)一次性加電解液以后使用中不需要維護(hù)(添加補(bǔ)充液);另一種是電池本身出廠時(shí)就已經(jīng)加好電解液并封死，用戶根本就不能加補(bǔ)充液。
主要特性↓
1)安全密封：在正常操作中，電解液不會(huì)從電池的端子或外殼中泄露出。
2)沒(méi)有自由酸：特殊的吸液隔板將酸保持在內(nèi)，電池內(nèi)部沒(méi)有自由酸液，因此電池可放置在任意位置。
3)泄氣系統(tǒng)：電池內(nèi)壓超出正常水平后，VRLA(Valve-Regulated Lead Acid Battery即“閥控式密封鉛酸蓄電池”的縮寫(xiě))電池會(huì)放出多余氣體并自動(dòng)重新密封，保證電池內(nèi)沒(méi)有多余氣體。
4)維護(hù)簡(jiǎn)單：由于獨(dú)一無(wú)二的氣體復(fù)合系統(tǒng)使產(chǎn)生的氣體轉(zhuǎn)化成水，在使用電池的過(guò)程中不需要加水。
5)使用壽命長(zhǎng)：采用了有抗腐蝕結(jié)構(gòu)的鉛鈣合金欄板，電池可浮充使用10-15年。
6)質(zhì)量穩(wěn)定，可靠性高：采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和嚴(yán)格的質(zhì)量控制系統(tǒng)，電池的質(zhì)量穩(wěn)定，性能可靠。電壓、容量和密封在線上進(jìn)行100%檢驗(yàn)。
2
鎳氫蓄電池
鎳氫蓄電池是正極活性物質(zhì)主要由鎳制成，負(fù)極活性物質(zhì)主要由貯氫合金制成的一種堿性蓄電池。不含重金屬鎘、汞等有害元素,不會(huì)對(duì)環(huán)境及使用者造成污染和損害,所以又被譽(yù)為“綠色電池”
優(yōu)點(diǎn)：1)比能量密度高：是鎳鎘電池的1.5-2倍多; 2.)環(huán)保 ;3)無(wú)記憶效應(yīng); 4)循環(huán)壽命長(zhǎng)：在正確使用條件下可循環(huán)使用500次以上
缺點(diǎn) 1)自放電率高：滿電常溫下存儲(chǔ)自放電率30～35%; 2)高溫性能差; 3)在過(guò)充和過(guò)放時(shí)會(huì)排出氣體;
主要特性↓
額定電壓= 1.2V
剛充滿電時(shí)電壓(充電電壓)約等于1.4~1.45V
終止電電壓 = 1.0~1.1 V，放電過(guò)度會(huì)導(dǎo)致電池產(chǎn)生不可挽回的傷害
能量∕重量= 60-120 Wh/kg(瓦特小時(shí)/千克)
能量∕體積= 140-300 Wh/L(瓦特小時(shí)/升)即 504-1188kJ/kg(千焦耳/千克)
功率∕重量= 250-1000 W/kg
自放電率=一般為每月 2-30%，見(jiàn)溫度而定，低自放電型號(hào)為每年10-30%
充放電效率= 66%
充放電循環(huán)次數(shù)= 500 -1800次
3
鋰離子電池
鋰離子電池是一種充電電池，它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。在充放電過(guò)程中，Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌：充電池時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài);放電時(shí)則相反。一般采用含有鋰元素的材料作為電極的電池，是現(xiàn)代高性能電池的代表。鋰電池的蓄電能力是鎳氫電池的1.6倍，是鎳鎘電池的4倍。
鋰系電池可分為鋰電池和鋰離子電池。手機(jī)和筆記本電腦使用的都是鋰離子電池，通常人們俗稱(chēng)其為鋰電池，而真正的鋰電池由于危險(xiǎn)性大，很少應(yīng)用于日常電子產(chǎn)品。
鋰離子電池容易與下面兩種電池混淆：
1.鋰電池：以金屬鋰為負(fù)極。
2.鋰離子聚合物電池：用聚合物來(lái)凝膠化液態(tài)有機(jī)溶劑?；蛘咧苯佑萌虘B(tài)聚合物電解質(zhì)。
鋰離子電池一般以石墨類(lèi)碳材料為負(fù)極。
優(yōu)點(diǎn)：1)電壓高;2)比能量大;3)循環(huán)壽命長(zhǎng);4)安全性能好;5)多種保護(hù)機(jī)制;6)保護(hù)電路;7)自放電小;8) 快速充電;9) 工作溫度;
缺點(diǎn)：1)衰老;2)回收率;3)不能過(guò)充;4)不能過(guò)放;
