鉛蓄電池、鋰電池、氫三種電池的優(yōu)缺點(diǎn)比較
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-16 13:32
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三種電池的優(yōu)缺點(diǎn)比較
（一）成本
鉛酸電池歷史悠久，成熟的技術(shù)成本低于鋰電池：1kWh鉛酸電池價(jià)格在500元以下，1kWh鋰電池價(jià)格在1200元以下。目前，鉛酸蓄電池的價(jià)格仍具有一定的優(yōu)勢(shì)，但隨著鋰電池相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，其價(jià)格不斷下降，其優(yōu)勢(shì)將很快被抹殺。
氫能電池成本較高，一方面制氫過(guò)程中能量損失較大；制氫應(yīng)從電解水開(kāi)始，消耗電能，產(chǎn)生氫氣，制氫過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)能量損失；而目前電解水的電能主要由煤電產(chǎn)生，燃煤發(fā)電會(huì)出現(xiàn)能量損失。
另一方面，鉑催化劑非常稀缺，在氫燃料電池發(fā)電過(guò)程中，需要使用鉑催化劑，這是非常昂貴的。對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)的氫燃料電池來(lái)說(shuō)，鉑金屬由于需求的增加而價(jià)格會(huì)上漲，而且非常稀缺。
第三個(gè)方面是氫氣的運(yùn)輸成本不低，目前常用的氫氣運(yùn)輸方式是采用高壓氣罐，但這種方式的單一運(yùn)輸量非常有限。另一種方法是液體運(yùn)輸，但是把它保持在-252.77攝氏度意味著很高的成本，這是不現(xiàn)實(shí)的。另一種方法是通過(guò)物理吸附或化學(xué)反應(yīng)將氫儲(chǔ)存在固體材料中。固體儲(chǔ)氫是安全穩(wěn)定的，但鈀、銠等稀有貴金屬在室溫下可以還原，這也是不現(xiàn)實(shí)的。
此外，加氫站的建設(shè)成本更為重要。一座200公斤以上加氫站的建設(shè)成本超過(guò)1000萬(wàn)元，是該站快速發(fā)展的最大障礙。
（二）環(huán)境保護(hù)
鉛酸蓄電池含有重金屬鉛，在生產(chǎn)中會(huì)造成污染。對(duì)廢舊電池處理不當(dāng)也會(huì)造成污染。然而，鋰電池生產(chǎn)中所產(chǎn)生的污染非常小，在廢舊電池中只存在少量的污染成分。
氫能電池對(duì)環(huán)境無(wú)污染。通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)，燃燒會(huì)釋放出COX、NOX、SOX氣體和粉塵等污染物。如上所述，燃料電池只產(chǎn)生水和熱。如果氫是通過(guò)可再生能源（光伏電池板、風(fēng)力發(fā)電等）產(chǎn)生的，那么整個(gè)循環(huán)就是一個(gè)沒(méi)有有害物質(zhì)排放的完整過(guò)程。
（三）效率
鉛酸蓄電池在壽命、能量密度、充放電效率等方面均低于鋰電池和氫能電池。
鋰電池能量較高，儲(chǔ)能密度較高，達(dá)到460-600wh/kg，是鉛酸電池的6-7倍左右。同時(shí)，其使用壽命可達(dá)到6年以上，以磷酸亞鐵鋰為正極的1C（100%DOD）電池可充放電10000次。
氫燃料電池儲(chǔ)能密度高，約1kwh/kg，重量輕，壽命長(zhǎng)。通常超過(guò)500公里，而純電動(dòng)汽車則是根據(jù)電池容量大小而定。目前，純電動(dòng)汽車的行駛里程大多在300公里左右，少數(shù)車型可以達(dá)到400-500公里。
另外，加氫就像加油，一般只有3-5分鐘。電動(dòng)汽車的充電是一個(gè)緩慢的過(guò)程。即使特斯拉推出超級(jí)充電站，通常也需要一個(gè)多小時(shí)。氫能電池的發(fā)電效率可以達(dá)到50%以上，這取決于燃料電池的轉(zhuǎn)換性能。它可以直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，而不需要熱能和機(jī)械能（發(fā)電機(jī)）的中間轉(zhuǎn)換。
（四）安全
鉛酸電池歷史悠久，技術(shù)成熟，比鋰電池安全性高，可以在復(fù)雜的環(huán)境中使用。但鋰電池對(duì)環(huán)境要求較高，對(duì)充放電電流和電壓要求較高。一旦過(guò)充或過(guò)充，可能會(huì)導(dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的損害。鋰離子電池儲(chǔ)存的總能量與其安全性成反比。隨著電池容量的增加，電池體積也在增大，鋰離子電池的散熱性能變差，發(fā)生事故的可能性將大大增加。
由于燃料電池直接利用空氣中的氧作為氧化劑，空氣中的雜質(zhì)，如SO2、H2S等有害氣體進(jìn)入燃料電池，導(dǎo)致燃料電池陰極催化劑的“中毒”，對(duì)陰極催化劑造成不可逆的破壞，導(dǎo)致燃料電池性能的劣化。
雖然氫能電池存在一定的安全隱患，但“氫”變色的概念已經(jīng)過(guò)時(shí)。氫氣的泄漏速度比普通燃料快，但總的泄漏能量并不高。氫氣具有較高的擴(kuò)散系數(shù)和浮力，泄漏時(shí)能迅速降低濃度。氫氣的爆炸極限范圍很寬，但爆炸能量很低，不產(chǎn)生煙霧。氫脆會(huì)引起金屬脆化。選擇合適的保護(hù)材料可以避免條紋。
