鉛酸蓄電池和磷酸鐵鋰電池工作原理及性能和區(qū)別有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-18 18:16
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磷酸鐵鋰電池包VS鉛酸蓄電池,究竟哪家強(qiáng)?兩者爭(zhēng)鋒，必有其敗。就像磷酸鐵鋰電池包與鉛酸蓄電池兩者之間的性能比較，一直是大眾所關(guān)注的熱門話題。那么兩者之間究竟誰(shuí)更強(qiáng)呢?本文我們就來(lái)好好剖析一下。
在相同體積下，磷酸鐵鋰電池的能量密度是鉛酸電池的3~4倍，是鎳鎘電池的2.5倍，是鎳氫電池的1.8倍，因此在電池容量相等的情況下，鋰離子電池就會(huì)比鉛酸、鎳鎘、鎳氫電池的體積更小，重量更輕。
③使用壽命方面：
鉛酸電池的循環(huán)壽命在300次左右。
磷酸鐵鋰電池包，常溫1C充放電，單體經(jīng)2000次循環(huán)后容量仍大于80%，3C循環(huán)壽命達(dá)到800次以上。鉛酸電池對(duì)環(huán)境溫度要求較高，在惡劣的環(huán)境溫度下，使用壽命不超過(guò)5年。而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用壽命更長(zhǎng)。
④安全性能方面：
鉛酸蓄電池，鉛酸蓄電池在強(qiáng)烈的碰撞下會(huì)產(chǎn)生爆炸，對(duì)消費(fèi)者的生命安全構(gòu)成威脅。
磷酸鐵鋰電池包：磷酸鐵鋰電池完全解決了鈷酸鋰和錳酸鋰的安全隱患問題，鈷酸鋰和錳酸鋰在強(qiáng)烈的碰撞下會(huì)產(chǎn)生爆炸，而磷酸鐵鋰已經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的安全測(cè)試，即使在劇烈的碰撞中也不會(huì)產(chǎn)生爆炸。
⑤綠色環(huán)保方面：
鉛酸蓄電池的電動(dòng)車中鉛酸蓄電池中存在著大量的鉛，在廢棄后若處理不當(dāng)，將對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。
磷酸鐵鋰材料不含任何重金屬與稀有金屬，無(wú)毒，無(wú)論在生產(chǎn)及使用中均無(wú)污染，符合歐洲RoHS規(guī)定，為綠色環(huán)保電池，成為廣為關(guān)注研究的熱點(diǎn)。
⑥使用維護(hù)方面：
鉛酸蓄電池經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些故障，所以日常維護(hù)頻繁，維護(hù)成本也會(huì)隨之增加。
磷酸鐵鋰電池包則不需要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)，因?yàn)槠湫阅芎芊€(wěn)定，日常只需要定期的進(jìn)行檢查和檢測(cè)罷了。
⑦溫度范圍方面：
鉛酸蓄電池可在-20℃-50℃的溫度范圍內(nèi)使用，自放電低。
磷酸鐵鋰電池包熱峰值達(dá)350~500℃，工作溫度范圍寬廣(-20~+75℃)，高溫(60℃)情況下仍可以放出100%。
⑧充電效率方面：
鉛酸電池，一般電動(dòng)車鉛酸電池充電的充電器，在100%用完電的情況下，充電時(shí)間會(huì)在8~10小時(shí)的樣子。
由于鋰電池的材料及電解液活性更高，酸鐵鋰電池包可快速充電，可大電流2C快速充放電，在專用充電器下1.5C充電40分鐘內(nèi)即可將電池充滿，啟動(dòng)電流可達(dá)2C。
⑨無(wú)記憶效應(yīng)方面：
鉛酸蓄電池存在記憶效應(yīng)，可充電電池經(jīng)常處于充滿不放完的條件下工作，容量會(huì)迅速低于額定容量值。
磷酸鐵鋰電池包無(wú)此現(xiàn)象，電池?zé)o論出于什么狀態(tài)，可隨沖隨用，無(wú)需先放完全再?zèng)_電。
⑩制作工藝方面：
鉛酸蓄電池的人工成本一般為10%～20%。
由于制作工藝的原因，鋰電池的人工成本比較大。在制造成本中，鋰電池人工成本占40%以上。
價(jià)格方面：
市場(chǎng)上目前主流的電池是48伏，假如需要更換的話，鉛酸電池在380-450元(48V12AH-48V20AH)左右，質(zhì)保期為1年。
鋰電池價(jià)格相對(duì)較貴，需要1000(48V12AH)元左右，但是其質(zhì)保期為2年。
目前磷酸鐵鋰電池包在價(jià)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，仍然是鋰電池使用周期要長(zhǎng)一些。
鉛酸蓄電池是化學(xué)電池中市場(chǎng)份額最大、使用范圍最廣的電池，特別是在起動(dòng)和大型儲(chǔ)能等應(yīng)用領(lǐng)域，在較長(zhǎng)時(shí)間尚難以被其他新型電池替代。鉛酸蓄電池價(jià)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(shì)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯。相對(duì)于其他電池金屬材料，鉛資源比較豐富，鉛儲(chǔ)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(duì)較長(zhǎng)，鉛酸蓄電池大量應(yīng)用，較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不會(huì)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(guò)程中存在鉛污染風(fēng)險(xiǎn)，管理不善可能會(huì)對(duì)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(jìn)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(fēng)險(xiǎn)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(lái)，鉛酸蓄電池仍將在備用電源、儲(chǔ)能、起動(dòng)、動(dòng)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(shì)
①性能比較優(yōu)勢(shì)
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(chǎng)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(shì)：A、實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的時(shí)間最長(zhǎng)、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(wú)可燃性，電池采用常壓或低壓設(shè)計(jì)，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(dòng)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(chǔ)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(shí)的電池，為大規(guī)模儲(chǔ)能提供了便利。
②成本比較優(yōu)勢(shì)
鉛酸蓄電池是最廉價(jià)的二次電池， 單位能量的價(jià)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(dá)電池總質(zhì)量的 60%以上，廢舊電池的殘值較高，回收價(jià)格超過(guò)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(shì)
鉛酸蓄電池組成簡(jiǎn)單，再生技術(shù)成熟，回收價(jià)值高，是最容易實(shí)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(guò)原生鉛產(chǎn)量，美國(guó)廢鉛酸蓄電池鉛的再利用率已超過(guò) 98.5%，我國(guó)廢鉛酸蓄電池的再利用率也達(dá)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(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)。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(guó)家尚未實(shí)現(xiàn)有效回收和再生。
