锂离子电池、铅酸电池和胶体电池优缺点比较
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锂离子电池、铅酸电池和胶体电池优缺点比较

上海施努卡工业自动化有限公司 2022-03-28 9245 0


我们的日常生活及工业运用都离不开电池的使用,在技术不断的发展下,电池的种类也越来越多,本文对锂电池、铅酸电池、胶体电池的优缺点做了个对比。

锂电池

锂电池的工作原理如下图,在放电的过程中,阳极失去电子,同时锂离子从电解质中向负极迁移;充电过程则反之,锂离子向阳极迁移。

充放电就是一个脱锂嵌锂的一个过程,其反应过程如下:

锂电池其具有更高的能量重量比、能量体积比;寿命较长,在正常的工作条件下,电池充/放电循环次数远大于500次;锂电池通常采用0.5~1倍容量的电流充电,可以在时间缩短充电时长;电池成分中不含有重金属元素,不对环境产生污染;可以随意并联使用,容量容易调配。但是其电池成本较高,主要表现在正极材料LiCoO2的价格高(Co的资源较少),电解质体系提纯困难;并且不能大电流放电,由于有机电解质体系等原因,电池内阻相对其他类电池大。

铅酸电池

铅酸电池的原理如下,在蓄电池连接负载放电过程时,稀硫酸既会与阴、阳极上的活性物质发生化学反应,生成新的化合物硫酸铅。经由放电硫酸成分从电解液中释出,放电越久,其浓度越稀薄;所以只要测得电解液中的硫酸浓度,即可测得剩余电量。由于在充电在阳极板,阴极板上所产生的硫酸铅会被分解还原成硫酸,铅及氧化铅。因此硫酸的浓度逐渐升高,当两极的硫酸铅被还原成原来的物质时,即等于充电结束,等待下一个放电过程。

铅酸电池实现工业化时间最长,所以拥有最成熟的技术,稳定性,适用性较好。电池采用稀硫酸作为电解液,无可燃性,安全性较高;使用温度及使用电流范围宽,储存性能好。但是其能量密度偏低,循环寿命偏短,并且存在铅污染问题。

胶体电池

胶体电池是利用阴极吸收原理使电池得以密封的。电池充电时,正极会析出氧气,负极会析出氢气。正极析氧是在正极充电量达到70%时就开始了。析出的氧到达负极,跟负极起下述反应,达到阴极吸收的目的。

2Pb十O2=2PbO

2PbO十2H2SO4:2PbS04+2H20

负极析氢则要在充电到90%时开始,再加上氧在负极上的还原作用及负极本身氢过电位的提高,从而避免了大量析氢反应。

对AGM密封铅蓄电池而言,AGM隔膜中虽然保持了电池的大部分电解液,但必须使10%的隔膜孔隙中不进入电解液。正极生成的氧就是通过这部分孔隙到达负极而被负极吸收的。

胶体电池中的胶体电解质可对极板周围形成固态保护层,不至于导致容量下降,寿命较长;使用安全,利于环保,属于真正意义上的绿色电源;自放电小,深放电性能好,充电接受能力强,上下电位差小,电容量大。但是其生产技术难度大,成本较高。

通过对上面三种电池介绍,我们应该对这三种的电池有一定的了解。铅酸电池的工艺较为成熟,成本较低,但是寿命较短。锂电池作为近年的新势力,其寿命相对于铅酸电池有着大大的提升,体积也较小,但是价格相对较高。而胶体电池也有着寿命较长的特点,但是其技术难度比较大,所以在价格方面没有优势。



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