鋰電池和鉛酸電池的區(qū)別
鋰電池和鉛酸電池有什么區(qū)別?這個(gè)對(duì)于對(duì)電池不了解的朋友來說是比較難?不知道鋰電池和鉛酸電池的區(qū)別,就不知道為什么鋰電池比鉛酸蓄電池貴,而且應(yīng)用剛廣泛。雖然它們都是電池,但是他們最大的區(qū)別在于制造材料和放電性能上的不同,就造就他們的應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)有差別。
1、鋰電池與鉛酸電池在材料上的區(qū)別
(1)鋰電池制造材料
鋰電池有聚合物鋰電池、鈷酸鋰電池、三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池等。它們各自制造使用的主要材料:正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解質(zhì)。
1)在正極材料當(dāng)中,最常用的材料有鉆酸鋰,錳酸鋰,磷酸鐵鋰和三元材料(鎳鉆錳的聚合物)。正極材料占有較大比例(正負(fù)極材料的質(zhì)量比為3:1~4:1),因?yàn)檎龢O材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能,其成本也直接決定電池成本高低。
2)在負(fù)極材料當(dāng)中,目前負(fù)極材料主要以天然石墨和人造石墨為主。正在探索的負(fù)極材料有氮化物、PAS、錫基氧化物、錫合金、納米負(fù)極材料,以及其他的一些金屬間化合物等。負(fù)極材料作為鋰電池四大組成材料之一,在提高電池的容量以及循環(huán)性能方面起到了重要作用,處于鋰電池產(chǎn)業(yè)中游的核心環(huán)節(jié)。
3)市場(chǎng)化的隔膜材料主要是以聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)為主的聚烯烴(Polyolefin)類隔膜。鋰電池的結(jié)構(gòu)中,隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等,直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性,性能優(yōu)異的隔膜對(duì)提高電池的綜合性能具有重要的作用。
4)電解液一般由高純度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、必要的添加劑等原料,在一定條件下、按一定比例配制而成的。電解液在鋰電池正、負(fù)極之間起到傳導(dǎo)離子的作用,是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點(diǎn)的保證。
(2)鉛酸電池制造材料
鉛酸電池的組成:極板、隔板、殼體、電解液、鉛連接條、極柱等
1)正、負(fù)極板
分類及構(gòu)成:極板分正極板和負(fù)極板兩種,均由柵架和填充在其上的活性物質(zhì)構(gòu)成。
作用:蓄電池充、放電過程中,電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)換,就是依靠極板上活性物質(zhì)和電解液中硫酸的化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的。
顏色區(qū)分:正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛(PbO2),呈深棕色;負(fù)極板上的活性物質(zhì)是海綿狀純鉛(Pb),呈青灰色。
柵架的作用:容納活性物質(zhì)并使極板成形。
極板組:為增大蓄電池的容量,將多片正、負(fù)極板分別并聯(lián)焊接,組成正、負(fù)極板組。
安裝的特別要求:安裝時(shí)正負(fù)極板相互嵌合,中間插入隔板。在每個(gè)單體電池中,負(fù)極板的數(shù)量總比正極板多一片。
2)隔板
作用:為了減小蓄電池的內(nèi)阻和尺寸,蓄電池內(nèi)部正負(fù)極板應(yīng)盡可能地靠近;為了避免彼此接觸而短路,正負(fù)極板之間要用隔板隔開。
材料要求:隔板材料應(yīng)具有多孔性和滲透性,且化學(xué)性能要穩(wěn)定,即具有良好的耐酸性和抗氧化性。
材料:常用的隔板材料有木質(zhì)隔板、微孔橡膠、微孔塑料、玻璃纖維和紙板等。
安裝要求:安裝時(shí)隔板上帶溝槽的一面應(yīng)面向正極板。
3)殼體
作用:用來盛放電解液和極板組
材料:由耐酸、耐熱、耐震、絕緣性好并且有一定力學(xué)性能的材料制成。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):殼體為整體式結(jié)構(gòu),殼體內(nèi)部由間壁分隔成3個(gè)或6個(gè)互不相通的單格,底部有突起的肋條以擱置極板組。肋條之間的空間用來積存脫落下來的活性物質(zhì),以防止在極板間造成短路,極板裝入殼體后,上部用與殼體相同材料制成的電池蓋密封。在電池蓋上對(duì)應(yīng)于每個(gè)單格的頂部都有一個(gè)加液孔,用于添加電解液和蒸餾水,也可用于檢查電解液液面高度和測(cè)量電解液相對(duì)密度。
4)電解液
作用:電解液在電能和化學(xué)能的轉(zhuǎn)換過程即充電和放電的電化學(xué)反應(yīng)中起離子間的導(dǎo)電作用并參與化學(xué)反應(yīng)。
成分:它由純硫酸和蒸餾水按一定比例配制而成,而其密度一般為1.24~1.30g/ml。
特別注意點(diǎn):電解液的純度是影響蓄電池的性能和使用壽命的重要因素。
2、鋰電池和鉛酸電池在放電性能上的區(qū)別
1)在電池低溫環(huán)境下,鋰電池在耐低溫上,放電性能要比鉛酸電池好很多;
2)在循環(huán)壽命上,鋰電池是鉛酸電池的一倍左右;
3)在工作電壓上,鋰電池是3.7V,鉛酸電池是2.0V ,放電平臺(tái)比鉛酸電池要高;
4)在電池能量密度上,鋰電池要遠(yuǎn)高于鉛酸電池;
5)在同等容量、電壓下,鋰電池重量更輕,尺寸和形狀上,比鉛酸電池要更加靈活;
盡管這樣,鉛酸蓄電池仍然憑借大電流放電性能強(qiáng)、電壓特性平穩(wěn)、溫度適用范圍廣、單體電池容量大、安全性高和原材料豐富且可再生利用、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)勢(shì),在絕大多數(shù)傳統(tǒng)領(lǐng)域和一些新興的應(yīng)用領(lǐng)域,占據(jù)著牢固的地位。
3)鋰電池和鉛酸電池在應(yīng)用領(lǐng)域上的區(qū)別
由于鋰電池在能量密度、尺寸、形狀上有更靈活的定制,在應(yīng)用領(lǐng)域上,多傾向于輕便的智能設(shè)備上,如智能穿戴類的3C產(chǎn)品,便攜式移動(dòng)電源等。
鉛酸電池則由于形制單一,單體大而笨重,大多數(shù)用在儲(chǔ)能設(shè)備、不便攜帶的卻有不能一直使用交流電源的設(shè)備上。
以上就是關(guān)于鋰電池和鉛酸蓄電池的區(qū)別介紹,通過上面的介紹,相信很多朋友對(duì)于鋰電池和鉛酸電池各自的優(yōu)缺點(diǎn)都有了比較好的了解了。
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