鋰離子電池和鉛酸電池到底有什么區(qū)分?哪個更好?
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-05 14:04
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鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、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70年代時，M. S. WhitTIngham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學特性非?；顫姡沟娩嚱饘俚募庸?、保存、使用，對環(huán)境要求非常高。所以，鋰電池長期沒有得到應用。
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)生的反應為：LiCoO2==Li（1-x）CoO2+XLi++Xe-（電子）
充電負極上發(fā)生的反應為：6C+XLi++Xe- = LixC6
充電電池總反應：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。不同的正極材料對照：
正極反應：放電時鋰離子嵌入，充電時鋰離子脫嵌。 充電時：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-放電時：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4。
負極
負極材料：多采用石墨。新的研究發(fā)現(xiàn)鈦酸鹽可能是更好的材料。
負極反應：放電時鋰離子脫嵌，充電時鋰離子嵌入。
充電時：xLi+ + xe- + 6C → LixC6
放電時：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，負極主要成分為鉛；充電狀態(tài)下，正負極的主要成分均為硫酸鉛。
一個單格鉛酸電池的標稱電壓是2.0V，能放電到1.5V，能充電到2.4V。在應用中，經(jīng)常用6個單格鉛酸電池串聯(lián)起來組成標稱是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，電解液不會從電池的端子或外殼中泄露出。沒有自由酸
特殊的吸液隔板將酸保持在內(nèi)，電池內(nèi)部沒有自由酸液，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電池會放出多余氣體并自動重新密封，保證電池內(nèi)沒有多余氣體。
維護簡單
由于氣體復合系統(tǒng)使產(chǎn)生的氣體轉(zhuǎn)化成水，在使用VRLA電池的過程中不需要加水。
使用壽命長
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
采用先進的生產(chǎn)工藝和嚴格的質(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行100%檢驗。
安全認證
所有VRLA電池均通過UL安全認證。
三、鋰電池和鉛酸電池區(qū)別對比
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，所以在儲能裝置輕量化上，鋰電池占居絕對優(yōu)勢。
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，三元動力型鋰電池循環(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。
價格
目前鋰電池在價格上較鉛酸要貴，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一些。
適用性
鋰電池因為安全性較鉛酸電池要稍差，所以在使用中需要做好各種安全預防工作，比如防止外力或事故對鋰電池造成損壞，因為這可能會引起著火或爆炸；目前鋰電池的溫度適用性也很好，所以在其他適應性方面，鋰電池也毫不遜色于鉛酸電池。
使用場合
鉛酸電池：汽車啟動 ，電動車電池，
鋰電池：手機，電腦，電動工具 ，現(xiàn)在也用于電動車電池。
內(nèi)部材料
鉛酸電池正負極為氧化鉛、金屬鉛 、電解液為濃硫酸，
鋰電正負極為鈷酸鋰/磷酸鐵鋰/錳酸鋰、石墨、有機電解液。
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、電動車、低速車、混動力汽車方面。由于汽車工業(yè)作為一個國家的支柱產(chǎn)業(yè)，因此這方面的研究和開發(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)代感與個性化的外形之外，先進的電子設備逐漸成為人們?nèi)諠u關注的焦點，例如車載雷達導航與衛(wèi)星定位系統(tǒng)、可視電話、智能電腦系統(tǒng)等。對于以上系統(tǒng)無一例外均要求用電，而傳統(tǒng)的鉛酸電池由于能量密度，體積，重量等問題，無法滿足新能源汽車的用車要求，對于燃燒發(fā)動機汽車配置的啟動電源，一般情下要求使用1.2~2*103W的電力，對于大型的房車，豪華車型等，每次啟動均需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65%/月；一般車庫停泊的汽車，超過50d不啟動，他的蓄電池就沒有動力，因此從2002年起，聯(lián)合國在世界范圍內(nèi)強制規(guī)定，要求新出廠的汽車將原來的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)境保護的需求，另一方面也是出于消費者的需求。
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，是理想的牽引動力，現(xiàn)在電動汽車已能較好的在品質(zhì)，價格和方便性上滿足消費者的需要。
1.品質(zhì)：
包括設計品質(zhì)，制造品質(zhì)，續(xù)航能力，充電時間，爬坡性剩余電量只是的精準度方面都有較好的完成。
2.價格：
購置，充電，維修等總成本現(xiàn)已低于內(nèi)燃機車輛成本，更有國家政府支持，鋰電池在新能源車中有較大的發(fā)展。
3.方便性：
對目前的鋰離子電池而言，充電時間較長是一個用戶痛點，長期以來被人們所詬病，換電站的誕生為解決這一痛點提供了好的思想，為鋰離子電池在新能源動力車上的發(fā)展提供了有力的保障。
