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锂电池和铅酸电池的区别

锂电池和铅酸电池有什么区别?虽然它们都是电池,但是他们最大的区别在于制造材料和放电性能上的不同,就造就他们的应用领域会有差别。

锂电池

1、锂电池与铅酸电池在材料上的区别

(1)锂电池制造材料

锂电池有聚合物锂电池、钴酸锂电池、三元锂电池和磷酸铁锂电池等。它们各自制造使用的主要材料:正极材料、负极材料、隔膜和电解质。

1)在正极材料当中,最常用的材料有钻酸锂,锰酸锂,磷酸铁锂和三元材料(镍钻锰的聚合物)。正极材料占有较大比例(正负极材料的质量比为3:1~4:1),因为正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能,其成本也直接决定电池成本高低。

2)在负极材料当中,目前负极材料主要以天然石墨和人造石墨为主。正在探索的负极材料有氮化物、PAS、锡基氧化物、锡合金、纳米负极材料,以及其他的一些金属间化合物等。负极材料作为锂电池四大组成材料之一,在提高电池的容量以及循环性能方面起到了重要作用,处于锂电池产业中游的核心环节。

3)市场化的隔膜材料主要是以聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)为主的聚烯烃(Polyolefin)类隔膜。锂电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。

4)电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的。电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用,是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。

铅酸蓄电池

(2)铅酸电池制造材料

铅酸电池的组成:极板、隔板、壳体、电解液、铅连接条、极柱等

1)正、负极板

分类及构成:极板分正极板和负极板两种,均由栅架和填充在其上的活性物质构成。

作用:蓄电池充、放电过程中,电能和化学能的相互转换,就是依靠极板上活性物质和电解液中硫酸的化学反应来实现的。

颜色区分:正极板上的活性物质是二氧化铅(PbO2),呈深棕色;负极板上的活性物质是海绵状纯铅(Pb),呈青灰色。

栅架的作用:容纳活性物质并使极板成形。

极板组:为增大蓄电池的容量,将多片正、负极板分别并联焊接,组成正、负极板组。

安装的特别要求:安装时正负极板相互嵌合,中间插入隔板。在每个单体电池中,负极板的数量总比正极板多一片。

2)隔板

作用:为了减小蓄电池的内阻和尺寸,蓄电池内部正负极板应尽可能地靠近;为了避免彼此接触而短路,正负极板之间要用隔板隔开。

材料要求:隔板材料应具有多孔性和渗透性,且化学性能要稳定,即具有良好的耐酸性和抗氧化性。

材料:常用的隔板材料有木质隔板、微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维和纸板等。

安装要求:安装时隔板上带沟槽的一面应面向正极板。

3)壳体

作用:用来盛放电解液和极板组

材料:由耐酸、耐热、耐震、绝缘性好并且有一定力学性能的材料制成。

结构特点:壳体为整体式结构,壳体内部由间壁分隔成3个或6个互不相通的单格,底部有突起的肋条以搁置极板组。肋条之间的空间用来积存脱落下来的活性物质,以防止在极板间造成短路,极板装入壳体后,上部用与壳体相同材料制成的电池盖密封。在电池盖上对应于每个单格的顶部都有一个加液孔,用于添加电解液和蒸馏水,也可用于检查电解液液面高度和测量电解液相对密度。

4)电解液

作用:电解液在电能和化学能的转换过程即充电和放电的电化学反应中起离子间的导电作用并参与化学反应。

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

特别注意点:电解液的纯度是影响蓄电池的性能和使用寿命的重要因素。

2、锂电池和铅酸电池在放电性能上的区别

1)在电池低温环境下,锂电池在耐低温上,放电性能要比铅酸电池好很多;

2)在循环寿命上,锂电池是铅酸电池的一倍左右;

3)在工作电压上,锂电池是3.7V,铅酸电池是2.0V ,放电平台比铅酸电池要高;

4)在电池能量密度上,锂电池要远高于铅酸电池;

5)在同等容量、电压下,锂电池重量更轻,尺寸和形状上,比铅酸电池要更加灵活;

尽管这样,铅酸蓄电池仍然凭借大电流放电性能强、电压特性平稳、温度适用范围广、单体电池容量大、安全性高和原材料丰富且可再生利用、价格低廉等一系列优势,在绝大多数传统领域和一些新兴的应用领域,占据着牢固的地位。

3)锂电池和铅酸电池在应用领域上的区别

由于锂电池在能量密度、尺寸、形状上有更灵活的定制,在应用领域上,多倾向于轻便的智能设备上,如智能穿戴类的3C产品,便携式移动电源等。

铅酸电池则由于形制单一,单体大而笨重,大多数用在储能设备、不便携带的却有不能一直使用交流电源的设备上。

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