鉛酸電池的結(jié)構(gòu)

      鉛酸電池的正極材料主要是由PbO2組成，負(fù)極材料主要是Pb組成，電解液通常是稀硫酸。在放電過程中遵循雙硫酸鹽反應(yīng)規(guī)則，正負(fù)極材料上都有PbSO4晶粒生成，鉛酸蓄電池的標(biāo)稱電壓是2V，理論比能量是166.9Wh/kg，實際比能量為35～45Wh/kg。由于電解液存在的導(dǎo)電性，使得鉛酸電池存在自放電和充電的時候不允許大電流充電，所以一般鉛酸電池的充電都限制在0.3C以下。

      鉛酸電池的生產(chǎn)工藝比較成熟，在該技術(shù)上雖然有很多公司在正負(fù)極材料的制備工藝上有很多的創(chuàng)新和突破，但是使用材料的基礎(chǔ)技術(shù)卻沒有根本性的創(chuàng)新和突破。在制備工藝的改進(jìn)創(chuàng)新基礎(chǔ)上鉛酸電池的蓄電能力，自放電性，以及耐充電性能都得到一定的改善。但是并沒有發(fā)生質(zhì)的的變化。鉛酸電池本身使用的材料存在一定的污染環(huán)境的風(fēng)險。在低速電動車使用的復(fù)雜工況環(huán)境下極有可能出現(xiàn)電解液泄露，或者是其他的情況致使鉛酸電池中的正負(fù)極材料流失到環(huán)境中去，對環(huán)境造成一定的污染。

      就目前來講，鉛酸電池的制備從上游的鉛礦，以及各種加工廠產(chǎn)業(yè)鏈比較完善，競爭也比較充分，再加上行業(yè)發(fā)展的技術(shù)成熟程度包括產(chǎn)業(yè)設(shè)備的國產(chǎn)化率都是比較高，所以產(chǎn)品價格比較低，在低速電動車上使用非常具有成本優(yōu)勢。

鋰電池的結(jié)構(gòu)

      鋰電池主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+ 在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌。正極材料主要是鋰的活性物質(zhì)一般為錳酸鋰或者鈷酸鋰，鎳鈷錳酸鋰材料（俗稱三元），磷酸鐵鋰等活性鋰合物質(zhì)。負(fù)極材料主要是負(fù)極采用鋰-碳層間化合物L(fēng)iXC6，基本是性能和化學(xué)穩(wěn)定性比較好的碳材料，石墨、碳纖維、玻璃碳等等，在負(fù)極材料方面石墨烯由于其優(yōu)異的充放電性能，越來越多的受到各個鋰電池廠家以及投資機(jī)構(gòu)的關(guān)注。電解液通常是溶解有六氟磷酸鋰的碳酸酯類溶劑，聚合物的則使用凝膠狀電解液，目前國內(nèi)最大生產(chǎn)電解液的廠家是以多氟多（002407）為代表的一類廠家。目前比較熱的鋰離子電池的能量密度約在100～150Wh/kg左右，顯然比鉛酸電池高出很多。由于電解液使用的是有機(jī)溶劑，導(dǎo)電率非常弱。使得鋰電池的自放電性很小。在充電的時候允許大電流充電。所以一般鋰電池的充電能夠達(dá)到1C。

 

      鋰電池的生產(chǎn)工藝目前來講已經(jīng)很成熟，但是在正負(fù)極材料、隔膜這些核心材料方面國產(chǎn)化依然還有很長的路要走。隨著裝配工藝的不斷進(jìn)步和發(fā)展以及國內(nèi)大量的資本涌向鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈。關(guān)鍵的原材料不斷在有所突破，再加上最近兩年大量的新開工的鋰電池廠家將會在未來兩年建成投產(chǎn)，勢必會造成鋰電池的產(chǎn)能過剩，價格必定會出現(xiàn)跌落。隨著資本的密集投入，上下游產(chǎn)業(yè)鏈的完善，鋰電池價格必將會到達(dá)一個低速電動汽車接受的水平。更主要的是鋰電池本身的材料結(jié)構(gòu)決定其不會存在對環(huán)境污染的巨大風(fēng)險。

      鋰電池的優(yōu)秀性能，如果能在價格上跟鉛酸電池產(chǎn)生正面競爭，將會給低速電動汽車的續(xù)航里程，充電使用帶來深遠(yuǎn)的影響，甚至?xí)υ摦a(chǎn)業(yè)帶來巨大的影響。對于鋰電池具有價格成本優(yōu)勢應(yīng)用于低速電動汽車上面本人持有樂觀態(tài)度。

      對比完鉛酸電池和鋰電池的結(jié)構(gòu)，在低速電動汽車使用方面，動力電池會產(chǎn)生的污染點主要有以下幾種情況：

1、車體產(chǎn)生顛覆或者是碰撞受損。在這種情況下，鉛酸電池極容易出現(xiàn)電解液泄露，鉛酸電池內(nèi)部的一些材料出現(xiàn)泄露。而鋰電池車輛由于制造工藝與鉛酸電池存在很大差異，出現(xiàn)泄露的情況十分有限甚至是可以忽略。

2、 使用過程中某一兩個電池出現(xiàn)問題的更換。在此環(huán)節(jié)很容易出現(xiàn)更換之后隨意丟棄的現(xiàn)象。在這種情況下電池極容易成為污染源。相比于鉛酸電池的用量，以及使用材料，鋰電池中不含有重金屬對環(huán)境產(chǎn)生的影響也不大。而鉛酸電池中的重金屬鉛卻會對環(huán)境產(chǎn)生很大的壓力和影響。

3、使用到達(dá)壽命年限的廢舊處理。首先鋰電池的充放電次數(shù)要遠(yuǎn)大于鉛酸電池的充放電次數(shù)。使用更換率上鋰電池要比鉛酸電池慢得多。即使到了使用年限或者是報廢條件。鋰電池依然有很高的電容量率。還能進(jìn)行儲能使用，進(jìn)入下一輪循環(huán)。而鉛酸電池雖然殘值相對比較高，但是在流通環(huán)節(jié)特別是鄉(xiāng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)以及特定的使用環(huán)節(jié)，極容易出現(xiàn)隨意丟棄或者是流通到一些翻新小作坊里面，成為完全失控的狀態(tài)。

      現(xiàn)在鋰電池的價格在一定的時間之內(nèi)還無法降低到與鉛酸電池相競爭的價格，但不能否認(rèn)鋰電池的價格正在逐步降低，再有一點，國家對鉛酸電池的政策性加稅也促進(jìn)鋰電池的加快發(fā)展，占領(lǐng)低速電動汽車這塊迅速增長的市場。國內(nèi)各大鋰電池廠家產(chǎn)能擴(kuò)大，進(jìn)入有序的激烈競爭勢必會帶來物美價廉的動力鋰電池。在《四輪低速電動乘用車技術(shù)條件》的征求意見中，將鋰電池作為動力電池的基本要求。也是國家層面也在正視低速電動汽車這個能夠改善民生的市場?！⊥ǔＧ闆r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，體積相對較小，所以騎行輕便、搬運也方便。從質(zhì)量上來看，兩者的好壞很難界定，不過消費者可以根據(jù)自己的實際需要來購買正規(guī)廠家生產(chǎn)的品質(zhì)好的電池。

　　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%。

 

　　鋰電池生產(chǎn)用的機(jī)械設(shè)備昂貴，價值較高，機(jī)械設(shè)備折舊損耗較大。 鋰電池在生產(chǎn)中大部分過程是不可逆的，而鉛酸蓄電池是可逆修復(fù)和再次使用的。鉛酸蓄電池使用之后的回收價值在40%以上， 而鋰電池的回收價值幾乎是零。

 

　　鋰電池?zé)o論是體積比能量，還是重量比能量，鋰電池均比鉛酸蓄電池高出3倍以上。鋰電池體積 更小、重量更輕。循環(huán)壽命長。鋰電池用于電動車的循環(huán)壽命一般在800次以上，采用磷酸鐵鋰正極材料的鋰電池可以達(dá)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。 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(dá)到84%以上。在進(jìn)一步技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，這 一特性將得到更好的發(fā)揮。

　　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(jìn)行：