锂电池、铅酸电池和胶体电池优缺点对比

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    随着新能源技术的成熟,新能源路灯的应用越来越广泛,阳的能源路灯制造商也越来越多,但是很多制造商只是简单的生产我们日常生活和工业用的电池。随着技术的不断发展,电池的种类越来越多。本文比较了锂电池、铅酸电池和胶体电池的优缺点。

锂电池:

    锂电池的工作原理如下图所示,在放电过程中,阳电极失去电子,锂离子从电解液向负极迁移;相反,锂离子迁移到阳电极。充放电是一个脱锂插层的过程,其反应过程如下:

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    充放电就是一个脱锂嵌锂的一个过程,其反应过程如下:

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    锂电池具有较高的能量重量比和能量体积比;使用寿命长,正常工作条件下,电池充放电循环次数远大于500次;锂电池通常以0.5~1倍容量的电流充电,可以及时缩短充电时间;电池组件不含重金属元素,不污染环境;可以随意并行使用,容量容易分配。但电池成本高,主要表现在LiCoO2价格高(Co资源少),电解液体系难以净化;并且不能在大电流下放电,由于有机电解质体系等原因,电池的内阻大于其他电池。

铅酸电池:

    铅酸电池的原理如下。当电池连接到负载上放电时,稀硫酸会与阴极和阳电极上的活性物质反应,形成新的化合物硫酸铅。硫酸成分通过放电从电解液中释放出来,放电时间越长,浓度越低。因此,只要测量电解液中硫酸的浓度,就可以测量剩余功率。阴极板上产生的硫酸铅在阳板上充电后会分解还原为硫酸、铅和氧化铅。所以硫酸浓度逐渐升高,两极的硫酸铅还原成原来的物质,就等于充电结束,等待下一次放电过程。

    铅酸电池产业化时间最长,因此技术最成熟,稳定性和适用性好。电池采用稀硫酸作为电解液,不易燃,安全性高;使用温度和电流范围广,储存性能好。但它能量密度低,循环寿命短,铅污染。

胶体电池:

    胶体电池采用阴极吸收原理密封。当电池充电时,氧会在正极放出,氢会在负极放出。当阳极电荷达到70%时,阳极开始析氧。析出的氧到达阴极,与阴极发生如下反应,从而达到阴极吸收的目的。

2Pb十O2=2PbO

2PbO十2H2SO4:2PbS04+2H20

    当电荷为90%时,负电极中的析氢应该开始,加上负电极上氧的减少和负电极本身氢超电势的增加,从而避免了大量的析氢反应。

    对于AGM密封铅酸电池,虽然电池的大部分电解液保存在AGM隔膜中,但10%的隔膜孔隙一定不能进入电解液。正极产生的氧气通过这个孔隙到达负极,被负极吸收。

    胶体电池中的胶体电解质可以在电极板周围形成固体保护层,不会导致容量下降,使用寿命长;使用安全,有利于环保,属于真正的绿色电源;自放电小,深放电性能好,电荷接受能力强,上下电位差小,电容大。但其生产工艺难度大,成本高。

    通过介绍以上三种电池,我们应该对这三种电池有一定的了解。铅酸电池技术成熟,成本低,但使用寿命短。锂电池作为近年来的新生力量,与铅酸电池相比,寿命大大提高,体积虽小,但价格昂贵


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