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。

 

　　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。

鋰離子電池在交通方面起的作用主要是體現(xiàn)在現(xiàn)代的汽車、電動(dòng)車、低速車、混動(dòng)力汽車方面。由于汽車工業(yè)作為一個(gè)國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)，因此這方面的研究和開(kāi)發(fā)不可小覷。

在現(xiàn)代汽車與傳統(tǒng)汽車的發(fā)展方向明顯不同，現(xiàn)代汽車更注重車載電子系統(tǒng)的功能化，人性化，舒適化，除了具備富有現(xiàn)代感與個(gè)性化的外形之外，先進(jìn)的電子設(shè)備逐漸成為人們?nèi)諠u關(guān)注的焦點(diǎn)，例如車載雷達(dá)導(dǎo)航與衛(wèi)星定位系統(tǒng)、可視電話、智能電腦系統(tǒng)等。對(duì)于以上系統(tǒng)無(wú)一例外均要求用電，而傳統(tǒng)的鉛酸電池由于能量密度，體積，重量等問(wèn)題，無(wú)法滿足新能源汽車的用車要求，對(duì)于燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)汽車配置的啟動(dòng)電源，一般情下要求使用1.2~2*103W的電力，對(duì)于大型的房車，豪華車型等，每次啟動(dòng)均需3~5KW功率的蓄電池才能滿足要求。鉛酸蓄電池的自放電率高達(dá)65%/月；一般車庫(kù)停泊的汽車，超過(guò)50d不啟動(dòng)，他的蓄電池就沒(méi)有動(dòng)力，因此從2002年起，聯(lián)合國(guó)在世界范圍內(nèi)強(qiáng)制規(guī)定，要求新出廠的汽車將原來(lái)的12V鉛酸電池替換成36V鋰離子電池，該規(guī)定一方面是出于環(huán)境保護(hù)的需求，另一方面也是出于消費(fèi)者的需求。

就目前而言已有的蓄電池，鋰離子電池在綜合效率和能量密度方面優(yōu)于其他的蓄電池體系，是理想的牽引動(dòng)力，現(xiàn)在電動(dòng)汽車已能較好的在品質(zhì)，價(jià)格和方便性上滿足消費(fèi)者的需要。

1.品質(zhì)：

包括設(shè)計(jì)品質(zhì)，制造品質(zhì)，續(xù)航能力，充電時(shí)間，爬坡性剩余電量只是的精準(zhǔn)度方面都有較好的完成。

2.價(jià)格：

購(gòu)置，充電，維修等總成本現(xiàn)已低于內(nèi)燃機(jī)車輛成本，更有國(guó)家政府支持，鋰電池在新能源車中有較大的發(fā)展。

3.方便性：

對(duì)目前的鋰離子電池而言，充電時(shí)間較長(zhǎng)是一個(gè)用戶痛點(diǎn)，長(zhǎng)期以來(lái)被人們所詬病，換電站的誕生為解決這一痛點(diǎn)提供了好的思想，為鋰離子電池在新能源動(dòng)力車上的發(fā)展提供了有力的保障。