鋰離子電池和鉛酸電池的工作原理有哪些？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-14 19:43
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鋰離子電池工作原理：
鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。
充電正極上發(fā)生的反應為：LiCoO2==Li（1-x）CoO2+XLi++Xe-（電子）
充電負極上發(fā)生的反應為：6C+XLi++Xe- = LixC6
充電電池總反應：LiCoO2+6C = Li（1-x）CoO2+LixC6
正極
正極材料：可選的正極材料很多，主流產(chǎn)品多采用鋰鐵磷酸鹽。不同的正極材料對照：
正極反應：放電時鋰離子嵌入，充電時鋰離子脫嵌。 充電時：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-放電時：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4。
負極
負極材料：多采用石墨。新的研究發(fā)現(xiàn)鈦酸鹽可能是更好的材料。
負極反應：放電時鋰離子脫嵌，充電時鋰離子嵌入。
充電時：xLi+ + xe- + 6C → LixC6
放電時：LixC6 → xLi+ + xe- + 6C
二、鉛酸電池介紹
鉛酸電池（VRLA），是一種電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的蓄電池。鉛酸電池放電狀態(tài)下，正極主要成分為二氧化鉛，負極主要成分為鉛；充電狀態(tài)下，正負極的主要成分均為硫酸鉛。
一個單格鉛酸電池的標稱電壓是2.0V，能放電到1.5V，能充電到2.4V。在應用中，經(jīng)常用6個單格鉛酸電池串聯(lián)起來組成標稱是12V的鉛酸電池。還有24V、36V、48V等。
鉛酸電池主要特性
安全密封
在正常操作中，電解液不會從電池的端子或外殼中泄露出。沒有自由酸
特殊的吸液隔板將酸保持在內(nèi)，電池內(nèi)部沒有自由酸液，因此電池可放置在任意位置。
泄氣系統(tǒng)
電池內(nèi)壓超出正常水平后，VRLA電池會放出多余氣體并自動重新密封，保證電池內(nèi)沒有多余氣體。
維護簡單
由于氣體復合系統(tǒng)使產(chǎn)生的氣體轉化成水，在使用VRLA電池的過程中不需要加水。
使用壽命長
采用了有抗腐蝕結構的鉛鈣合金欄板VRLA電池可浮充使用10-15年。
質(zhì)量穩(wěn)定，可靠性高
采用先進的生產(chǎn)工藝和嚴格的質(zhì)量控制系統(tǒng)，VRLA電池的質(zhì)量穩(wěn)定，性能可靠。電壓、容量和密封在線上進行100%檢驗。
安全認證
所有VRLA電池均通過UL安全認證。
三、鋰電池和鉛酸電池區(qū)別對比
我們知道，一般對比儲能產(chǎn)品要從重量能量密度、體積能量密度、使用壽命、價格、適用性、國家政策等角度來進行：
重量能量密度
目前的鋰電池能量密度一般在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，鋰電池占居絕對優(yōu)勢。
體積能量密度
鋰電池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。
使用周期
目前較為流行的材料體系是三元和鐵鋰，三元動力型鋰電池循環(huán)次數(shù)通常在1000次以上，磷酸鐵鋰電池的循環(huán)次數(shù)在2000次以上，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。
