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AGV智能充電站廠(chǎng)家為你分享鋰電池為什么不能取代鉛酸電池?

來(lái)源:http://www.yzyxx.cn/news96.html    發(fā)布時(shí)間:2017-10-28    點(diǎn)擊:137

  需求

目前鋰離子電池主要應用在手機、平板電腦等3C類(lèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域,在已經(jīng)商業(yè)化的電池中具備最高的能量密度,但是仍然不能滿(mǎn)足人們的需求,為什么?歸結起來(lái)一句話(huà),有限的空間內塞不進(jìn)去更大的電芯。人們對3C產(chǎn)品的體積、重量有著(zhù)嚴格的要求,所以能夠提供給電池的空間有限。

性能

盡管大家都公認鋰離子電池有一統江湖的趨勢,但是至少在兩個(gè)方面他是弱于鉛酸電池的,而這兩點(diǎn)在汽車(chē)啟動(dòng)電源上更是招招致命:低溫性能和大電流性能。
鋰電池

首先說(shuō)低溫性能,鉛酸電池在低溫下的放電性能其實(shí)還是很不錯的,在-10℃的溫度下以10C倍率放電時(shí),10V以上的電壓保持時(shí)間能夠大于90s,這足以應付中國絕大多數地區的惡劣環(huán)境;而鋰離子電池的低溫性能要差上許多,尤其是呼聲最高的LiFePO4(磷酸鐵鋰)材料,其低溫下的放電性能將會(huì )急劇衰減,在東北和西北地區很難實(shí)現實(shí)際應用,或者說(shuō)距離實(shí)際應用還有很遠的路要走。

安全性

啟動(dòng)電源使用在汽車(chē)上大都是固定在發(fā)動(dòng)機艙的位置,且具有較高的密閉性,因此安全性對汽車(chē)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要,幾百安的電流瞬間釋放出來(lái)所帶來(lái)的熱量和潛在危險不言而喻。

鋰電池

鉛酸電池的安全性在目前的電池系統里屬于極高的等級,首先,大電流性能優(yōu)異意味著(zhù)電池不容易發(fā)生意外;其次,即便發(fā)生意外,正負極材料都是鉛的化合物,而電解液還是硫酸溶液,三者都不易燃,只能是導致周?chē)牧悴考紵?br />
鋰離子電池的負極材料是石墨,碳材料的一種,易燃性就不需要多說(shuō)了。電解液是酯類(lèi)溶劑和鋰鹽,酯類(lèi)溶劑不僅易燃而且還有極強的揮發(fā)性,一旦大量放熱或者在汽車(chē)碰撞時(shí)容易發(fā)生燃燒甚至爆炸,將事故推高一個(gè)等級,后果不堪設想。同時(shí),還有一個(gè)重要的因素不可忽略,鋰離子電池在大電流放電時(shí)容易在負極形成鋰枝晶,刺穿隔膜導致電池內部短路進(jìn)而爆炸,這在鋰電界是一個(gè)共識。

其實(shí)其他的問(wèn)題還有很多,比如電池長(cháng)期處于高荷電態(tài)(SOC)下帶來(lái)的電極材料穩定性等也是一個(gè)較大的問(wèn)題,目前關(guān)于其研究還不多,許多機理還不清楚,等等,鋰離子電池的安全性問(wèn)題太多了,在這里就不一一說(shuō)明了。

鋰電池

成本

在成本上看,鉛酸電池的成本毫無(wú)疑問(wèn)是最低的,無(wú)論是電極材料,電解液還是裝配環(huán)境要求等都遠遠低于鋰離子電池。

就電極材料而言,鋰離子電池電極材料大都需要復雜的工藝制備,且要經(jīng)過(guò)一個(gè)高溫熱處理過(guò)程(石墨化溫度大于2000度,正極材料也大都需要七八百度),成本大都在15-20w/噸以上,石墨可能會(huì )低一些;鉛酸電池使用的氧化鉛和硫酸鉛相對來(lái)說(shuō)成本會(huì )低很多。

電解液的話(huà)鋰離子電池使用多個(gè)酯類(lèi)溶劑價(jià)格較高,而且對含水量有嚴格的要求,大都在幾十個(gè)ppm以?xún)?,電解質(zhì)鹽六氟磷酸鋰不僅貴而且還容易分解,造成危險,分解產(chǎn)物之一就是恐怖的HF,百度一下即可知道它的危害!而鉛酸電池則是硫酸溶液,這個(gè)就不需要多說(shuō)了吧。

環(huán)境

目前社會(huì )上的呼聲大都說(shuō)鉛酸電池污染環(huán)境,鋰離子電池對環(huán)境友好等,其實(shí)這是一個(gè)很大的誤區,之前由于南方小鉛酸電池廠(chǎng)太多不注意環(huán)保而大肆排放,而且加上國家想要縮減鉛酸電池的規模,大力發(fā)展新能源,因此媒體的論調也有較強的針對性,實(shí)際并非如此。

目前鉛酸電池相對于鋰離子電池而言做得好的部分就是回收機制?,F在鉛酸電池主要應用在電動(dòng)自行車(chē)和啟動(dòng)電源領(lǐng)域,這兩個(gè)領(lǐng)域都有很強的針對性,那就是用戶(hù)在換電池時(shí)都回到專(zhuān)門(mén)的店里去更換,為什么?可以把舊電池折成錢(qián)買(mǎi)新的??!這些廢舊的電池基本都會(huì )再回到專(zhuān)門(mén)的鉛板回收工廠(chǎng)進(jìn)行二次處理重新制備電極材料。

鋰電池

鋰離子電池你見(jiàn)過(guò)有專(zhuān)門(mén)的機構回收再用來(lái)制備電極材料嗎?原因如下:一,鋰離子電池應用領(lǐng)域太廣,這就決定了他的回收難度;第二,鋰離子電池大都是小型的,平常大家手機或者mp3等不用了大都是直接扔了或者賣(mài)了,這些電池最后基本都躺在了垃圾桶里面。

雖然鋰離子電池里面重金屬較少,只有正極材料含有鈷金屬,但是扛不住全世界這么大的用戶(hù)體量啊,長(cháng)期來(lái)看,這還是個(gè)問(wèn)題,所以總的來(lái)看鉛酸電池只要在制造過(guò)程中注意好相關(guān)的環(huán)保措施是沒(méi)有問(wèn)題的,因為在使用中都是密封免維護的,最終又會(huì )有相對應的回收機制。

總結

其實(shí)鉛酸電池絕對算是化學(xué)電源界的一顆常青樹(shù),誕生至今已經(jīng)有一百多年了,近年來(lái)雖然一直說(shuō)要用鋰離子電池來(lái)取代,但是我覺(jué)得在一些領(lǐng)域暫時(shí)是根本無(wú)法取代的,至少三五十年內是不可能的。

大家要用發(fā)展的眼光看問(wèn)題,鉛酸電池的研究也一直在進(jìn)步,目前在汽車(chē)啟動(dòng)電源領(lǐng)域依然是無(wú)敵的存在,鋰離子電池還有很長(cháng)的路要走,還年輕,希望日后能有更高端的電池出現并取代之!

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