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鋰電池、鉛酸電池和膠體電池優缺點對比

時間:2021-03-04 11:33:00來源:

導語:?我們的日常生活及工業運用都離不開電池的使用,在技術不斷的發展下,電池的種類也越來越多,本文對鋰電池、鉛酸電池、膠體電池的優缺點做了個對比。

鋰電池
       鋰電池的工作原理如下圖,在放電的過程中,陽極失去電子,同時鋰離子從電解質中向負極遷移;充電過程則反之,鋰離子向陽極遷移。

鋰電池的工作原理

充放電就是一個脫鋰嵌鋰的一個過程,其反應過程如下:

充放電過程

鋰電池其具有更高的能量重量比、能量體積比;壽命較長,在正常的工作條件下,電池充/放電循環次數遠大于500次;鋰電池通常采用0.5~1倍容量的電流充電,可以在時間縮短充電時長;電池成分中不含有重金屬元素,不對環境產生污染;可以隨意并聯使用,容量容易調配。但是其電池成本較高,主要表現在正極材料LiCoO2的價格高(Co的資源較少),電解質體系提純困難;并且不能大電流放電,由于有機電解質體系等原因,電池內阻相對其他類電池大。

鉛酸電池
       鉛酸電池的原理如下,在蓄電池連接負載放電過程時,稀硫酸既會與陰、陽極上的活性物質發生化學反應,生成新的化合物硫酸鉛。經由放電硫酸成分從電解液中釋出,放電越久,其濃度越稀薄;所以只要測得電解液中的硫酸濃度,即可測得剩余電量。由于在充電在陽極板,陰極板上所產生的硫酸鉛會被分解還原成硫酸,鉛及氧化鉛。因此硫酸的濃度逐漸升高,當兩極的硫酸鉛被還原成原來的物質時,即等于充電結束,等待下一個放電過程。
       鉛酸電池實現工業化時間最長,所以擁有最成熟的技術,穩定性,適用性較好。電池采用稀硫酸作為電解液,無可燃性,安全性較高;使用溫度及使用電流范圍寬,儲存性能好。但是其能量密度偏低,循環壽命偏短,并且存在鉛污染問題。

膠體電池
       膠體電池是利用陰極吸收原理使電池得以密封的。電池充電時,正極會析出氧氣,負極會析出氫氣。正極析氧是在正極充電量達到70%時就開始了。析出的氧到達負極,跟負極起下述反應,達到陰極吸收的目的。
  2Pb十O2=2PbO
  2PbO十2H2SO4:2PbS04+2H20
  負極析氫則要在充電到90%時開始,再加上氧在負極上的還原作用及負極本身氫過電位的提高,從而避免了大量析氫反應。
  對AGM密封鉛蓄電池而言,AGM隔膜中雖然保持了電池的大部分電解液,但必須使10%的隔膜孔隙中不進入電解液。正極生成的氧就是通過這部分孔隙到達負極而被負極吸收的。
       膠體電池中的膠體電解質可對極板周圍形成固態保護層,不至于導致容量下降,壽命較長;使用安全,利于環保,屬于真正意義上的綠色電源;自放電小,深放電性能好,充電接受能力強,上下電位差小,電容量大。但是其生產技術難度大,成本較高。
       通過對上面三種電池介紹,我們應該對這三種的電池有一定的了解。鉛酸電池的工藝較為成熟,成本較低,但是壽命較短。鋰電池作為近年的新勢力,其壽命相對于鉛酸電池有著大大的提升,體積也較小,但是價格相對較高。而膠體電池也有著壽命較長的特點,但是其技術難度比較大,所以在價格方面沒有優勢。

標簽: 鋰電池新能源電池

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