鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世紀(jì)70年代時(shí)，M. S. WhitTIngham提出并開(kāi)始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學(xué)特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對(duì)環(huán)境要求非常高。所以，鋰電池長(zhǎng)期沒(méi)有得到應(yīng)用。

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(fù)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(yīng)為：LiCoO2==Li（1-x）CoO2+XLi++Xe-（電子）

 

　　充電負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為：6C+XLi++Xe- = LixC6

 

　　充電電池總反應(yīng)：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(duì)照：

 

　　正極反應(yīng)：放電時(shí)鋰離子嵌入，充電時(shí)鋰離子脫嵌。 充電時(shí)：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-放電時(shí)：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4。

 

　　負(fù)極

 

　　負(fù)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(fù)極反應(yīng)：放電時(shí)鋰離子脫嵌，充電時(shí)鋰離子嵌入。

 

　　充電時(shí)：xLi+ + xe- + 6C → LixC6

 

　　放電時(shí)：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(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。

 

　　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。

 

　　鉛酸電池主要特性

　　安全密封

 

　　在正常操作中，電解液不會(huì)從電池的端子或外殼中泄露出。沒(méi)有自由酸

 

　　特殊的吸液隔板將酸保持在內(nèi)，電池內(nèi)部沒(méi)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(huì)放出多余氣體并自動(dòng)重新密封，保證電池內(nèi)沒(méi)有多余氣體。

 

　　維護(hù)簡(jiǎn)單

 

　　由于氣體復(fù)合系統(tǒng)使產(chǎn)生的氣體轉(zhuǎn)化成水，在使用VRLA電池的過(guò)程中不需要加水。

 

　　使用壽命長(zhǎng)

 

　　采用了有抗腐蝕結(jié)構(gòu)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(jìn)的生產(chǎn)工藝和嚴(yán)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(jìn)行100%檢驗(yàn)。

 

　　安全認(rèn)證

 

　　所有VRLA電池均通過(guò)UL安全認(rèn)證。

 

 

三、鋰電池和鉛酸電池區(qū)別對(duì)比

 

　　我們知道，一般對(duì)比儲(chǔ)能產(chǎn)品要從重量能量密度、體積能量密度、使用壽命、價(jià)格、適用性、國(guó)家政策等角度來(lái)進(jìn)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(chǔ)能裝置輕量化上，鋰電池占居絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

 

　　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?jiǎng)恿π弯囯姵匮h(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。

 

　　價(jià)格

 

　　目前鋰電池在價(jià)格上較鉛酸要貴，大約是3倍左右，但是結(jié)合使用壽命分析，投入相同的成本，仍然是鋰電池使用周期要長(zhǎng)一些。

 

　　適用性

 

　　鋰電池因?yàn)榘踩暂^鉛酸電池要稍差，所以在使用中需要做好各種安全預(yù)防工作，比如防止外力或事故對(duì)鋰電池造成損壞，因?yàn)檫@可能會(huì)引起著火或爆炸；目前鋰電池的溫度適用性也很好，所以在其他適應(yīng)性方面，鋰電池也毫不遜色于鉛酸電池。

 

　　使用場(chǎng)合

 

　　鉛酸電池：汽車啟動(dòng) ，電動(dòng)車電池，

 

　　鋰電池：手機(jī)，電腦，電動(dòng)工具 ，現(xiàn)在也用于電動(dòng)車電池。

 

　　內(nèi)部材料

 

　　鉛酸電池正負(fù)極為氧化鉛、金屬鉛 、電解液為濃硫酸，

 

　　鋰電正負(fù)極為鈷酸鋰/磷酸鐵鋰/錳酸鋰、石墨、有機(jī)電解液。“鋰電池”，是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世紀(jì)70年代時(shí)，M.S.Whittingham提出并開(kāi)始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學(xué)特性非?；顫?，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對(duì)環(huán)境要求非常高。所以，鋰電池長(zhǎng)期沒(méi)有得到應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在鋰電池已經(jīng)成為了主流。

 

鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的?？沙潆婋姵氐牡谖宕a(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生，其安全性、比容量、自放電率和性能價(jià)格比均優(yōu)于鋰離子電池。由于其自身的高技術(shù)要求限制，現(xiàn)在只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。

一、鋰電池要好一些。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(zhǎng)。鋰電池用于電動(dòng)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(zhǎng)了使用壽命，提高使用便利度。

 

二、鋰電池與鉛酸電池的對(duì)比

1、電池容量方面

鋰電池的容量一般在8-10安，鉛酸電池容量為20安左右。

 

2、行駛公里方面

同樣是48V的電池，在充滿電的情況下，鋰電池和鉛酸電池的電動(dòng)車都是可以行使30-40公里的，其速度主要是取決于使用的電機(jī)大小。

3、耐用性方面

 

鋰電池耐用性較強(qiáng)，消耗慢，充放超過(guò)500次，并且無(wú)記憶，一般壽命在4—5年。鉛酸電池一般在深充深放電400次以內(nèi)，有記憶，壽命在兩年左右。如果使用的是免維護(hù)鉛酸蓄電池，需要注意的是其電池失水量少，使用中一般不需添加蒸餾水。就耐用性而言，鋰電池耐震動(dòng)性好，完全充電狀態(tài)的電池安全固定，以4mm的振幅，16.7Hz的頻率震動(dòng)1小時(shí)，無(wú)漏液，無(wú)電池膨脹及破裂，開(kāi)路電壓正常；耐過(guò)充電性好，25攝氏度，完全充電狀態(tài)的電池0.1CA充電48小時(shí)，無(wú)漏液，無(wú)電池膨脹及破裂，開(kāi)路電壓正常，容量維持率在95%以上；耐大電流性好，完全充電狀態(tài)的電池2CA放電5分鐘或10CA放電5秒鐘，無(wú)導(dǎo)電部分熔斷，無(wú)外觀變形。

 

4、價(jià)格、質(zhì)保期方面

 

上目前主流的電池是48伏，假如需要更換的話，鉛酸電池在380-450元（48V12AH-48V20AH）左右，質(zhì)保期為1年；鋰電池價(jià)格相對(duì)較貴，需要1000(48V12AH)元左右，但是其質(zhì)保期為2年。

 

5、質(zhì)保期方面

 

市場(chǎng)上目前主流的電池是48伏，假如需要更換的話，鉛酸電池在450左右，質(zhì)保期為1年；鋰電池價(jià)格相對(duì)較貴，需要1000元左右，但是其質(zhì)保期為2年。