Разница между свинцово-кислотными батареями и литиевыми батареями

Литиевые батареи и свинцово-кислотные батареи - это два типа батарей, которые в настоящее время широко используются. Некоторые люди называют литиевые батареи «заменителем» свинцово-кислотных батарей, но я думаю, что литиевые батареи лучше, чем свинцово-кислотные, только в некоторых отношениях в качестве новых энергетических материалов, таких как стоимость и характеристики разряда, но в некоторых областях свинцово-кислотные. Аккумулятор по-прежнему остается основным. Следовательно, предстоит еще долгий путь, прежде чем литиевая батарея сможет заменить свинцово-кислотную батарею. Ниже мы рассмотрим разницу между литиевой батареей и свинцово-кислотной батареей.

Во-первых, введение литиевой батареи

Литиевая батарея - это тип батареи, в которой в качестве материала отрицательного электрода используется металлический литий или литиевый сплав, а также используется неводный раствор электролита. Литий-металлические батареи были впервые предложены и изучены Гилбертом Н. Льюисом в 1912 году. В 1970-х годах MSWhitTngham предложил и начал исследования литий-ионных аккумуляторов. Из-за очень активных химических свойств металлического лития обработка, хранение и использование металлического лития очень требовательны к окружающей среде. Поэтому литиевые батареи давно не использовались.

Литий-ионный аккумулятор работает:

Литий-ионная батарея обычно представляет собой батарею, в которой в качестве материала положительного электрода используется оксид металла из литиевого сплава, в качестве материала отрицательного электрода - графит, а также неводный электролит.

На заряженном положительном электроде происходит реакция: LiCoO2 == Li (1-x) CoO2 + XLi ++ Xe- (электрон)

На зарядном отрицательном электроде происходит реакция: 6C + XLi ++ Xe- = LixC6.

Общая реакция аккумуляторной батареи: LiCoO2 + 6C = Li (1-x) CoO2 + LixC6

положительный электрод

Катодный материал: существует множество дополнительных катодных материалов, и в большинстве основных продуктов используется фосфат лития-железа. Сравнение различных катодных материалов:

Реакция положительного электрода: ионы лития внедряются во время разряда, а ионы лития деинтеркалируются во время зарядки. При зарядке: LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi ++ xe-разряд: Li1-xFePO4 + xLi ++ xe- → LiFePO4.

отрицательный электрод

Материал анода: чаще всего используется графит. Новое исследование показало, что титанат может быть лучшим материалом.

Реакция отрицательного электрода: ион лития деинтеркалируется во время разряда, а ионы лития внедряются во время зарядки.

При зарядке: xLi ++ xe- + 6C → LixC6

При разряде: LixC6 → xLi ++ xe- + 6C

Во-вторых, введение свинцово-кислотных аккумуляторов

Свинцово-кислотная батарея (VRLA) - это батарея, электрод которой в основном состоит из свинца и его оксида, а электролит представляет собой раствор серной кислоты. Когда свинцово-кислотная батарея разряжена, основным компонентом положительного электрода является диоксид свинца, а основным компонентом отрицательного электрода является свинец. В заряженном состоянии основными компонентами положительного и отрицательного электродов являются сульфат свинца.

Одноэлементный свинцово-кислотный аккумулятор имеет номинальное напряжение 2,0 В, может разряжаться до 1,5 В и заряжаться до 2,4 В. В этом приложении шесть одноэлементных свинцово-кислотных аккумуляторов часто используются последовательно для образования свинцово-кислотных аккумуляторов номиналом 12 В. Также есть 24В, 36В, 48В и так далее.

Основные характеристики свинцово-кислотных аккумуляторов

1, защитная пломба

При нормальной работе электролит не вытекает из клемм или корпуса аккумулятора. Нет свободной кислоты

Специальный аспирационный сепаратор удерживает кислоту внутри, а внутри аккумулятора нет свободной кислоты, поэтому аккумулятор можно разместить в любом положении.

2, газовая система

После того, как внутреннее давление батареи превысит нормальный уровень, батарея VRLA выпустит избыток газа и автоматически запечатает его, чтобы убедиться, что в батарее нет избыточного газа.

3, простое обслуживание

Поскольку система газового компаундирования преобразует генерируемый газ в воду, во время использования батареи VRLA вода не добавляется.

4, длительный срок службы

Аккумулятор из свинцово-кальциевого сплава VRLA с устойчивой к коррозии структурой может эксплуатироваться 10-15 лет.

5, стабильное качество, высокая надежность

Благодаря передовым технологиям производства и строгой системе контроля качества, аккумулятор VRLA имеет стабильное качество и надежную работу. Напряжение, емкость и пломбы проходят 100% -ную проверку в режиме онлайн.

6, сертификат безопасности

Все батареи VRLA внесены в список UL.

Область применения свинцово-кислотных аккумуляторов

В качестве резервного источника питания

(1) Телекоммуникации

(2) Солнечная энергетическая система

(3) Электронная система переключения

(4) Коммуникационное оборудование: базовая станция, PBX, CATV, WLL, ONU, STB, беспроводной телефон и т. Д.

(5) Резервное питание: ИБП, ECR, система резервного копирования компьютера, последовательность, ETC и т. Д.

(6) Аварийное оборудование: аварийное освещение, пожарная сигнализация, противопожарные заслонки.

В качестве основного источника энергии

(1) Коммуникационное оборудование: трансивер

(2) Локомотивы с регулировкой мощности: сборные автомобили, автоматические транспортные средства, электрические инвалидные коляски, роботы-уборщики, электромобили и т. Д.

(3) Стартеры для станков: газонокосилки, кусторезы, аккумуляторные дрели, электрические отвертки, электрические лыжи и т. Д.

(4) Промышленное оборудование / инструменты

(5) Камера: вспышка, видеомагнитофон / видеомагнитофон, освещение для видео и т. Д.

В-третьих, разница между литиевой батареей и свинцово-кислотной батареей.

Мы знаем, что общее сравнение продуктов для аккумулирования энергии должно проводиться с точки зрения удельной массы энергии, объемной плотности энергии, срока службы, цены, применимости, национальной политики и т. Д .:

1, весовая плотность энергии

Текущая плотность энергии литиевой батареи обычно составляет 200 ~ 260 Вт · ч / г, свинцово-кислотная обычно составляет 50 ~ 70 Вт · ч / г, тогда плотность энергии литиевой батареи по массе в 3-5 раз превышает свинцово-кислотную, что означает свинец той же емкости. Кислотная батарея в 3-5 раз больше, чем литиевая, поэтому литиевая батарея имеет абсолютное преимущество в устройствах накопления энергии.

2, объемная плотность энергии

Объемная емкость литиевой батареи обычно примерно в 1,5 раза больше, чем у свинцово-кислотной батареи, поэтому в случае такой же емкости литиевая батарея примерно на 30% меньше свинцово-кислотной батареи.

3, цикл использования

В настоящее время наиболее популярными материальными системами являются тройные и железо-литиевые. Количество циклов тройных литиевых батарей обычно превышает 1000 раз, количество циклов литий-железо-фосфатных батарей превышает 2000 раз, а количество циклов свинцово-кислотных батарей обычно составляет всего 300 ~ 350. Время примерно в три раза, поэтому срок службы литиевой батареи примерно в 3-6 раз больше, чем у свинцово-кислотной.

4, цена

В настоящее время литиевые батареи стоят дороже свинцово-кислотных, что примерно в 3 раза. Однако в сочетании с анализом срока службы используется та же стоимость, а срок службы литиевых батарей по-прежнему дольше.

5, применимость

Литиевые батареи немного хуже свинцово-кислотных из-за их безопасности. Поэтому во время использования необходимо принимать различные меры предосторожности, такие как предотвращение повреждения литиевых батарей внешними батареями или несчастными случаями, так как это может привести к пожару или взрыву; Температурная применимость также очень хороша, поэтому в других аспектах технологичности литиевые батареи не менее уступают свинцово-кислотным.

6, используйте случаи

Свинцово-кислотный аккумулятор: автомобильный стартер, аккумулятор электромобиля,

Литиевые батареи: мобильные телефоны, компьютеры, электроинструменты, а теперь также используются в аккумуляторах электромобилей.

7, внутренние материалы

Положительный и отрицательный электроды свинцово-кислотных аккумуляторов представляют собой оксид свинца, металлический свинец, а электролит - концентрированную серную кислоту.

Положительный и отрицательный электроды литиевой батареи представляют собой оксид лития-кобальта / фосфат лития-железа / манганат лития, графит и органический электролит.