鉛酸電池是一種電極主要由鉛及其氧化物制成的,電解液是硫酸溶液的儲(chǔ)能電池。鉛酸蓄電池于1859年被發(fā)明,已經(jīng)歷了近150年的發(fā)展歷程,鉛酸電池放電狀態(tài)下,正極主要成分為二氧化鉛,負(fù)極主要成分為鉛;充電狀態(tài)下,正負(fù)極的主要成分均為硫酸鉛。這也是
鉛酸電池名稱的由來(lái)。
根據(jù)鉛酸蓄電池結(jié)構(gòu)與用途區(qū)別,可以分為四大類:1、固定型閥控密封式鉛酸蓄電池;2、動(dòng)力用鉛酸蓄電池;3、啟動(dòng)用鉛酸
蓄電池;4、其它還有礦燈用鉛酸電池、小型閥控密封式鉛酸電池等。
鋰電池是一種由金屬鋰或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的儲(chǔ)能電池。鋰金屬電池最早在1912年被提出并研究。因?yàn)榻饘黉嚨幕瘜W(xué)特性非?;顫?,在對(duì)其進(jìn)行保存、加工、使用時(shí),對(duì)外界環(huán)境要求非常高。所以,鋰電池在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有得到應(yīng)用?,F(xiàn)今鋰電池技術(shù)發(fā)展,才讓鋰電池也成為了儲(chǔ)能電池的主流。
鉛蓄電池的特點(diǎn):鉛蓄電池的優(yōu)點(diǎn)是放電時(shí)電動(dòng)勢(shì)較穩(wěn)定,缺點(diǎn)是比能量(單位重量所蓄電能)小,對(duì)環(huán)境腐蝕性強(qiáng)。鉛蓄電池的工作電壓平穩(wěn)、使用溫度及使用電流范圍寬、能充放電數(shù)百個(gè)循環(huán)、貯存性能好(尤其適于干式荷電貯存)、造價(jià)較低,因而應(yīng)用廣泛。
鋰電池的特點(diǎn):
1 、高的能量重量比和能量體積比
2、 電壓高,單節(jié)鋰電池電壓為3.6V,約等于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電壓
3、 自放電小可長(zhǎng)時(shí)間存放,這是該電池最突出的優(yōu)越性
4、 鋰電池安全性能較差
應(yīng)用領(lǐng)域:
鉛酸電池的應(yīng)用:
通信系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、應(yīng)急燈照明系統(tǒng)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、消防和安全警報(bào)系統(tǒng)、太陽(yáng)能、風(fēng)能系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)備用電源、便攜式儀器、儀表、醫(yī)療系統(tǒng)設(shè)備、電動(dòng)車、電動(dòng)工具等領(lǐng)域都有鉛酸電池的身影。一個(gè)單格鉛酸電池的標(biāo)稱電壓是2.0V,能放電到1.5V,能充電到2.4V。在應(yīng)用中,經(jīng)常用6個(gè)單格鉛酸電池串聯(lián)起來(lái)組成標(biāo)稱是12V的鉛酸電池。還有24V、36V、48V等。
鉛酸蓄電池在產(chǎn)品種類、理論研究、電氣性能等方面都得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步,如今無(wú)論是通信、電力、交通、軍事還是在航海、航空各個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域,鉛酸蓄電池都起到了不可缺少的重要作用。
鋰電池的應(yīng)用:
我們知道現(xiàn)在鋰電池在電動(dòng)汽車領(lǐng)域呼聲很高。最早得以應(yīng)用的是鋰亞原電池,用于心臟起搏器中。由于鋰亞電池的自放電率極低,放電電壓十分平緩。使得起搏器植入人體長(zhǎng)期使用成為可能。鋰離子電池大量應(yīng)用在手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)工具、電動(dòng)車、路燈備用電源、航燈、家用小電器上,可以說(shuō)是最大的應(yīng)用群體。鋰錳電池一般有高于3.0伏的標(biāo)稱電壓,更適合作集成電路電源,廣泛用于計(jì)算機(jī)、計(jì)算器、手表中。
智久AGV選擇鉛酸蓄電池:
通常情況下,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(duì)較小。如果按照輕便的標(biāo)準(zhǔn)我們?cè)撨x擇鋰電池。但是,從安全和性能的角度考慮,我們智久AGV選擇使用鉛酸電池。
鉛酸電池具有電動(dòng)勢(shì)大,操作溫度廣、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟,使用可靠等優(yōu)點(diǎn)。在緊急照明設(shè)備、車輛啟動(dòng)、電動(dòng)車、固定備用直流電源等都用到了該電池。
成本方面:鋰電池的正極材料、負(fù)極材料、集流體、隔膜、電解質(zhì)等主材成本比鉛酸蓄電池高很多。而鉛酸蓄電池的組裝輔材和外部電路系統(tǒng)成本極低。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, 而鉛酸蓄電池的人工成本一般為10%~20%。
價(jià)值方面:鋰電池生產(chǎn)用的機(jī)械設(shè)備昂貴,價(jià)值較高,機(jī)械設(shè)備折舊損耗較大。同時(shí),鋰電池在生產(chǎn)中大部分過(guò)程是不可逆的,而鉛酸蓄電池是可逆修復(fù)和再次使用的。這正是鉛酸電池的獨(dú)特之處,當(dāng)電池使用一段使電壓下降時(shí),可以給它通以反向電流,使電池電壓回升。因?yàn)檫@種電池能充電,可以反復(fù)使用,所以更劃算更耐用。鉛酸蓄電池使用之后的回收價(jià)值在40%以上,而鋰電池的回收價(jià)值幾乎是零。
能量方面:
實(shí)際上,眾多純電動(dòng)汽車在被鋰電池環(huán)繞的機(jī)艙內(nèi)都赫然屹立著一個(gè)鉛酸蓄電池。因?yàn)槭褂眉冧囯姵氐脑?,鋰電池的?nèi)阻很大,無(wú)法瞬時(shí)釋放很大的能量,汽車將無(wú)法啟動(dòng),而這一點(diǎn)正是鉛酸蓄電池的強(qiáng)項(xiàng)。所以必須要借助鉛酸蓄電池來(lái)幫忙。
安全方面:
安全問(wèn)題是智久AGV選擇鉛酸電池最主要的因素。前段時(shí)間,亞馬遜上販賣(mài)的扭扭車由于之前多起爆炸事件皆被強(qiáng)制移除下架,并且眾多買(mǎi)家出于安全考慮紛紛退貨。從報(bào)道可以知道,在美國(guó)、香港、英國(guó)都相繼因?yàn)橛脩糍I(mǎi)了扭扭車,在充電時(shí)發(fā)生了爆炸事件。而其中主要的原因就是電池不合格。三起事件只是一個(gè)“縮影”,類似爆炸事件還有很多。從安全方面考慮,兩種電池中,鋰電池安全性能較差,速度不能太快,因?yàn)殇囯姵胤烹婋娏鬟^(guò)大容易出現(xiàn)爆炸事故。而如今的鉛酸蓄電池通過(guò)閥控技術(shù)和隔膜技術(shù)已經(jīng)解決了原來(lái)的滲漏問(wèn)題并實(shí)現(xiàn)了永久免維護(hù),而現(xiàn)在被諸多企業(yè)看好的卷繞式鉛酸蓄電池里幾乎是沒(méi)有液體的。所以鉛酸電池在安全性能方面比鋰電池要好得多。鋰電池之所以沒(méi)有在汽車蓄電池領(lǐng)域普及,很大一個(gè)原因是“安全”,這與鋰電池自身的屬性不無(wú)關(guān)系。據(jù)了解,鋰電池的放電溫度為-20度~60度,充電溫度為0度~45度,并且碰撞易導(dǎo)致起火、爆炸??梢哉f(shuō),鋰電池最怕高溫、低溫。
打開(kāi)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋的網(wǎng)友知道,傳統(tǒng)燃油車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作時(shí)的溫度非常高,并且要維持一個(gè)最佳工作溫度,為了保持在這一范圍,發(fā)動(dòng)機(jī)缸體會(huì)通過(guò)各種途徑將內(nèi)部的多余熱量傳到至發(fā)動(dòng)機(jī)艙,從而引至車外。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)艙的溫度就可想而知了。
更何況現(xiàn)在不少車輛都配備了渦輪增壓器,而渦輪增壓利用的是發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣驅(qū)動(dòng),溫度一般在400-500度,這樣的高溫對(duì)普通鋰電池來(lái)講,無(wú)疑是一場(chǎng)災(zāi)難。
除了溫度之外,碰撞擠壓對(duì)于鋰電池來(lái)說(shuō)也是無(wú)法承受的。我們知道大部分汽車蓄電池都被布置在了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙,而如果車輛配備的鋰電池萬(wàn)一發(fā)生交通事故,鋰電池受到擠壓,結(jié)果很可能是起火或爆炸,帶來(lái)二次傷害,甚至還會(huì)成為傷害車內(nèi)成員的元兇。
其次,性能與成本。
一般來(lái)講鋰電池的性能是比較出眾的,這里為什么還會(huì)討論它的性能呢?事情遠(yuǎn)沒(méi)那么簡(jiǎn)單,我們來(lái)簡(jiǎn)單算一筆賬。
鋰電池在低溫下的放電效率是非常低的,因此如果要啟動(dòng)車輛,就需要平時(shí)5倍以上的電池組同時(shí)供電,我們以小型車常用的40安時(shí)的電瓶計(jì)算,行業(yè)中的引領(lǐng)品牌松下三星18650型電池的容量可以達(dá)到2900毫安時(shí),并聯(lián)14節(jié)左右才能達(dá)到40安時(shí)的容量;
另一方面,如要提升電壓到啟動(dòng)電池那么高,起碼要再串聯(lián)4組,即14*4=56節(jié),我們以一節(jié)高容量電池20元計(jì)算,鋰電池需要花費(fèi)1120元,這個(gè)費(fèi)用相對(duì)于三四百元的鉛酸電池來(lái)講,高出不少。
還有,汽車啟動(dòng)時(shí)電瓶需要以100安時(shí)以上的電流放電,因而電池起碼要滿足5C(5倍率放電)才可以,這一點(diǎn)鉛酸電池可以輕松做到,鋰電池則不同,大電流會(huì)直接影響鋰電池的壽命,增加使用成本。