鋰電池和燃料電池的區(qū)別具體有哪些?
來源:寶鄂實業(yè)
2019-10-18 10:16
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兩者的工作本質(zhì)不一樣。鋰電池是一個儲能裝置,通過可逆的電化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)電能的存儲和釋放,它必須儲能再放能,完全依賴于外部能量的供應(yīng),如果外部能量是非環(huán)保的,那么鋰電也就是非環(huán)保的電力,因此就有了純電動汽車只不過是污染的二次轉(zhuǎn)移之說,因為其電能主要來自于以火力發(fā)電為主的電網(wǎng)。燃料電池無需儲能,是一個電能生產(chǎn)裝置,它通過電催化反應(yīng)將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能釋放出來,工作方式跟內(nèi)燃機(jī)比較類似。換句話說,鋰電池的能源轉(zhuǎn)換為電能到化學(xué)能再到電能,而燃料電池則是直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。從能源轉(zhuǎn)化的角度,燃料電池?zé)o疑是相對鋰電池更高級的發(fā)展層次。
(一)蓄電池
(1)鉛酸蓄電池
鉛酸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,常見的鉛酸蓄電池分三類:普通蓄電池、干荷蓄電池和免維護(hù)蓄電池。鉛酸蓄電池的發(fā)展歷史長久,具有供電電壓穩(wěn)定、價格便宜的優(yōu)點。但是相比于鋰電池,鉛酸蓄電池有著能量密度低,使用壽命短,充電時間長,體積大等缺點。此外,鉛酸蓄電池中存在著大量的鉛,在廢棄后若處理不當(dāng),將對環(huán)境產(chǎn)生污染。
(2)鋰離子電池
常見的鋰離子電池有三類,分別是磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池和三元鋰電池??沙潆婁囯x子電池是目前手機(jī)、筆記本電腦等數(shù)碼產(chǎn)品中應(yīng)用最廣泛的電池。相比于鉛酸蓄電池,鋰離子電池具有能量密度大,重量輕,使用壽命長,充放電效率高等優(yōu)點,是作為電動汽車動力電源的選擇之一。但是,鋰電池的制造成本高,充電要求很高,要保證終止電壓精度在±1%之內(nèi),在使用過程中不可過充、過放,會損壞電池的容量及壽命。
(二)燃料電池
(1)堿性燃料電池(AFC)
與其它燃料電池相比,AFC功率密度和比功率較高,性能可靠。但它要以純氫做燃料,純氧做氧化劑,必須使用Pt、Au、Ag等貴金屬做催化劑,價格昂貴。電解質(zhì)的腐蝕嚴(yán)重,壽命較短,這些特點決定了AFC僅限于航天或軍事應(yīng)用,不適合于民用。
(2)磷酸燃料電池(PAFC)
以磷酸做為電解質(zhì),可容許燃料氣和空氣中C02的存在。這使得PAFC成為最早在地面上應(yīng)用或民用的燃料電池。與AFC相比它可以在180℃一210℃運(yùn)行,燃料氣和空氣的處理系統(tǒng)大大簡化,加壓運(yùn)行時,可組成熱電聯(lián)產(chǎn)。但是,PAFC的發(fā)電效率目前僅能達(dá)到40%一45%(LHV),它需要貴金屬鉑做電催化劑;燃料必須外重整:而且,燃料氣中C0的濃度必須小于1%(175℃)一2%(200℃),否則會使催化劑中毒;酸性電解液的腐蝕作用,使PAFC的壽命難以超過40000小時。PAFC目前的技術(shù)已成熟,產(chǎn)品也進(jìn)入商業(yè)化,做為特殊用戶的分散式電源、現(xiàn)場可移動電源和備用電源,PAFC還有市場,但用作大容量集中發(fā)電站比較困難。
(3)熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)
在650℃一700℃運(yùn)行,可采用鎳做電催化劑,而不必使用貴重金屬:燃料可實現(xiàn)內(nèi)重整,使發(fā)電效率提高,系統(tǒng)簡化;CO可直接用作燃料;余熱的溫度較高,可組成燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán),使發(fā)電容量和發(fā)電效率進(jìn)一步提高。與SOFC相比,MCFC的優(yōu)點是:操作溫度較低,可使用價格較低的金屬材料,電極、隔膜、雙極板的制造工藝簡單,密封和組裝的技術(shù)難度相對較小,大容量化容易,造價較低。缺點是:必須配置C02循環(huán)系統(tǒng);要求燃料氣中H2S和CO小于0.5PPM;熔融碳酸鹽具有腐蝕性,而且易揮發(fā);與SOFC相比,壽命較短;組成聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的效率比SOFC低。與低溫燃料電池相比,MCFC的缺點是啟動時間較長,不適合作備用電源。MCFC己接近商業(yè)化,示范電站的規(guī)模已達(dá)到2MW。從MCFC的技術(shù)特點和發(fā)展趨勢看,MCFC是將來民用發(fā)電(分散電源和中心電站)的理想選擇之一。
















