鉅大LARGE | 點擊量：3529次 | 2018年05月13日
鉛酸電池與動力鋰電池有什么區(qū)別
磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料。
一種材料是否具有應(yīng)用發(fā)展?jié)摿?，除了關(guān)注其優(yōu)點外，更為關(guān)鍵的是該材料是否具有根本性的缺陷。
國內(nèi)現(xiàn)在普遍選擇磷酸鐵鋰作為動力型鋰離子電池的正極材料，從政府、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)甚至是證券公司等市場分析員都看好這一材料，將其作為動力型鋰離子電池的發(fā)展方向。分析其原因，主要有下列兩點：首先是受到美國研發(fā)方向的影響，美國Valence與A123公司最早采用磷酸鐵鋰做鋰離子電池的正極材料。其次是國內(nèi)一直沒有制備出可供動力型鋰離子電池使用的具有良好高溫循環(huán)與儲存性能的錳酸鋰材料。但磷酸鐵鋰也存在不容忽視的根本性缺陷，歸結(jié)起來主要有以下幾點：
1、在磷酸鐵鋰制備時的燒結(jié)過程中，氧化鐵在高溫還原性氣氛下存在被還原成單質(zhì)鐵的可能性。單質(zhì)鐵會引起電池的微短路，是電池中最忌諱的物質(zhì)。這也是日本一直不將該材料作為動力型鋰離子電池正極材料的主要原因。
2、磷酸鐵鋰存在一些性能上的缺陷，如振實密度與壓實密度很低，導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度較低。低溫性能較差，即使將其納米化和碳包覆也沒有解決這一問題。美國阿貢國家實驗室儲能系統(tǒng)中心主任DonHillebrand博士談到磷酸鋰鐵電池低溫性能的時候，他用terrible來形容，他們對磷酸鐵鋰型鋰離子電池測試結(jié)果表明表明磷酸鐵鋰電池在低溫下（0℃以下）無法使電動汽車行駛。盡管也有廠家宣稱磷酸鋰鐵電池在低溫下容量保持率還不錯，但是那是在放電電流較小和放電截止電壓很低的情況下。在這種狀況下，設(shè)備根本就無法啟動工作。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
3、材料的制備成本與電池的制造成本較高，電池成品率低，一致性差。磷酸鐵鋰的納米化和碳包覆盡管提高了材料的電化學(xué)性能，但是也帶來了其它問題，如能量密度的降低、合成成本的提高、電極加工性能不良以及對環(huán)境要求苛刻等問題。盡管磷酸鐵鋰中的化學(xué)元素Li，F(xiàn)e與P很豐富，成本也較低，但是制備出的磷酸鐵鋰產(chǎn)品成本并不低，即使去掉前期的研發(fā)成本，該材料的工藝成本加上較高的制備電池的成本，會使得最終單位儲能電量的成本較高。
4、產(chǎn)品一致性差。目前國內(nèi)還沒有一家磷酸鐵鋰材料廠能夠解決這一問題。從材料制備角度來說，磷酸鐵鋰的合成反應(yīng)是一個復(fù)雜的多相反應(yīng)，有固相磷酸鹽、鐵的氧化物以及鋰鹽，外加碳的前驅(qū)體以及還原性氣相。在這一復(fù)雜的反應(yīng)過程中，很難保證反應(yīng)的一致性。
5、知識產(chǎn)權(quán)問題。最早的有關(guān)磷酸鐵鋰專利申請在1993年6月25日由FXMITTERMAIER&SOEHNEOHG(DE)獲得，并于同年8月19日公布申請結(jié)果。磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)專利被美國德州大學(xué)所有，而碳包覆專利被加拿大人所申請。這兩個基礎(chǔ)性專利是無法繞過去的，如果成本中計算上專利使用費的話，那產(chǎn)品成本將會進(jìn)一步提高。
此外，從研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的經(jīng)驗來看，日本是鋰離子電池最早商業(yè)化的國家，并且一直占據(jù)著高端鋰離子電池市場。而美國盡管在一些基礎(chǔ)研究上領(lǐng)先，但是到目前為止還沒有一家大型鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)。因此，日本選擇改性錳酸鋰作為動力型鋰離子電池正極材料更有其道理。即使是在美國，利用磷酸鐵鋰和錳酸鋰作為動力型鋰離子電池正極材料的廠家也是各占一半，聯(lián)邦政府也是同時支持這兩種體系的研發(fā)。鑒于磷酸鐵鋰存在的上述問題，很難作為動力型鋰離子電池的正極材料在新能源汽車等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。如果能夠解決錳酸鋰存在的高溫循環(huán)與儲存性能差的難題，憑借其低成本與高倍率性能的優(yōu)勢，在動力型鋰離子電池中的應(yīng)用將有巨大的潛力。
1：標(biāo)稱電壓不同鉛酸電池單體標(biāo)稱電壓：2.0V鋰電單體標(biāo)稱電壓：3.6V
2：內(nèi)部材料不同鉛酸電池正負(fù)極為氧化鉛、金屬鉛、電解液為濃硫酸鋰電正負(fù)極為鈷酸鋰/磷酸鐵鋰/錳酸鋰、石墨、有機(jī)電解液
3：能量不同鉛酸電池30WH/KG鋰電池150WH/KG
4：使用場合不同鉛酸電池：汽車啟動，電動車電池鋰電池：手機(jī)，電腦，電動工具，現(xiàn)在也用于電動車電池
5：電特性不同鉛酸電池不能大電流放電，壽命短鋰電池可以大電流放電，壽命好。
另外的區(qū)別還有下面的表現(xiàn)：
1、耐用性:鉛酸電池一般深充深放電300次以內(nèi),有記憶,壽命在兩年左右。并且鉛酸電池內(nèi)有液體,消耗一段時間后,如果發(fā)現(xiàn)電池發(fā)燙或者充電時間變短,就需要補(bǔ)充液體;鋰電池耐用性較強(qiáng),消耗慢,充放超過500次,并且無記憶,一般壽命在4—5年。
2、體積、質(zhì)量方面:一般鉛酸電池重量是16—30公斤,體積較大;鋰電池一般在2.5—3公斤,體積相對較小,所以騎行輕便、搬運方便。
3、價格、質(zhì)保期方面:目前市場上主流電池是48伏,如果更換的話,鉛酸電池450元左右,質(zhì)保期為1年;鋰電池價格相對較貴,需要1000元左右,但是質(zhì)保期為兩年。
4、行駛公里:同樣是48伏的電池,在充滿電的情況下,鉛酸電池和鋰電池的電動車都可以行駛30—40公里。速度主要取決于所使用的電機(jī)大小。
5、電池容量:鉛酸電池容量為20安左右;鋰電池容量為8—10安。
6、環(huán)保:鉛酸電池在生產(chǎn)過程中存在污染,如果回收不當(dāng)也可能造成污染;鋰電池則相對綠色環(huán)保。
1、鉛酸電池單格平均電壓是2V，單體鋰電池的平均電壓是3.7V；
2、由于材料不同，鉛酸電池的活性沒有鋰電池高，則同等體積內(nèi)鋰電池的容量要比鉛酸電池大；（鉛酸電池笨重）
3、鋰電池的平臺沒有鉛酸電池穩(wěn)定。
