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锂离子电池与铅酸电池有什么差别?

钜大LARGE  |  点击量:1084次  |  2020年12月13日  

锂离子电池和铅酸电池的差别


锂离子电池和铅酸电池有什么差别?虽然它们都是电池,但它们之间最大的差别在于它们所制造的材料和构成它们应用的放电特性。


锂离子电池


1.锂离子电池与铅酸电池的材料差异


(1)锂离子电池制造材料


锂离子电池有聚合物锂离子电池、锂钴酸电池、三锂离子电池和磷酸铁锂离子电池。其制造的重要材料有正极材料、负极材料、膜和电解质。


1)在阴极材料中,最常用的材料有硼酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料(硼酸镍锰的聚合物)。正极材料所占比例较大(正极材料的质量比为3:1~4:1),因为正极材料的性能直接影响到锂离子电池的性能,其成本直接决定了电池的成本。


2)阴极材料中,阴极材料重要有天然石墨和人工石墨。正在开发的阴极材料包括氮化物、PAS、锡基氧化物、锡合金、纳米级阳极材料和其他金属间化合物。负极材料是锂离子电池的四大组成部分之一,对提高电池的容量和循环性能具有重要用途,是锂离子电池行业的核心环节。


3)隔膜材料市场化重要是PE(聚乙烯、聚乙烯)、聚丙烯(聚丙烯、PP)的聚烯烃(聚烯烃)类隔膜。在锂离子电池的结构中,膜是关键的内部元件之一。膜片的性能决定了电池的界面结构和内阻,直接影响电池的容量、循环和安全性能。性能优良的膜片对提高电池的综合性能起着重要的用途。


电解液一般由高纯有机溶剂、锂电解液、必要的添加剂等原料,在一定条件下按一定比例配制而成。电解液在锂离子电池正极和负极之间起着导电离子的用途,是锂离子电池高电压、高比能的保证。


铅酸蓄电池


(2)铅酸蓄电池制造材料


铅酸蓄电池的组成:极板、隔板、外壳、电解液、引线连接、极柱等


1)正负极板


分类和组成:有两种板,正板和负板,都是由网格框架和其上填充的活性物质组成。


用途:电池的充电、放电过程中,电能和化学能的转换,是靠板上的活性物质和硫酸在电解液中的化学反应来实现的。


颜色:阳性板上的活性物质为二氧化铅(PbO2),呈深褐色。负极板上的活性物质为海绵状的纯铅(Pb),呈蓝灰色。


网架功能:承载活性材料,形成板材。


极板组:为了新增电池的容量,将多个正负极板并联焊接,形成一个正负极板组。


安装特殊要求:安装时正负板相互插入。在每个细胞中,负极板总是比正极板多一个。


2)分区


用途:为了减小电池的内阻和尺寸,电池内部正负极板应尽量靠近;为了防止接触和短路,正负极板之间要用隔板隔开。


材料要求:隔膜材料应具有孔渗性,化学性能稳定,即耐酸、抗氧化性能好。


材料:常用的隔断材料有木隔断、微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维、纸板等。


安装要求:安装时隔板开槽侧应正对板。


3)外壳


功能:用于固定电解液和平板


材料:具有耐酸、耐热、防震、良好的绝缘性和一定的机械性能的材料。


结构特点:壳体为整体结构,壳体由壁分为三格或六格,底部有突出的肋板组用。肋间的空间用来储存脱落的活性物质,以防止板间短路。

4)电解质


用途:在电能和化学能的转换过程中,电解质在离子之间起传导用途,参与化学反应,即充放电的电化学反应。


组成:由纯硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成,密度一般为1.24~1.30g/ml。


特别说明:电解液的纯度是影响电池性能和使用寿命的重要因素。


2.锂离子电池与铅酸电池放电性能的差异


1)在低温环境下,锂离子电池的耐低温放电性能优于铅酸电池;


2)锂离子电池的循环寿命是铅酸电池的两倍左右;


3)工作电压方面,锂离子电池3.7v,铅酸电池2.0v,放电平台高于铅酸电池;


4)在电池能量密度方面,锂离子电池远远高于铅酸电池;


5)在同等容量和电压下,锂离子电池比铅酸电池重量更轻,尺寸和形状更灵活;


尽管如此,铅酸电池仍然依赖强,大电流放电性能稳定的电压特性,宽温度范围、单体电池大容量,高安全性和丰富的原材料和可再生利用率、低价格和一系列的优点,在绝大多数的传统领域和一些新兴的应用领域,占据强势地位。


3)锂离子电池与铅酸电池在应用领域的差别


由于锂离子电池在能量密度、尺寸、形状等方面有更灵活的定制,因此更倾向于用于便携式智能设备,如智能穿戴者3C产品和便携式便携式电源。


另一方面,铅酸电池由于结构单一而体积庞大。它们大多用于储能设备,携带不便,但不能总是使用交流电。

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