時(shí)間:2021-03-04 11:33:00來源:
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(shí)鋰離子從電解質(zhì)中向負(fù)極遷移;充電過程則反之,鋰離子向陽極遷移。
充放電就是一個(gè)脫鋰嵌鋰的一個(gè)過程,其反應(yīng)過程如下:
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(huán)次數(shù)遠(yuǎn)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(shí)間縮短充電時(shí)長;電池成分中不含有重金屬元素,不對環(huán)境產(chǎn)生污染;可以隨意并聯(lián)使用,容量容易調(diào)配。但是其電池成本較高,主要表現(xiàn)在正極材料LiCoO2的價(jià)格高(Co的資源較少),電解質(zhì)體系提純困難;并且不能大電流放電,由于有機(jī)電解質(zhì)體系等原因,電池內(nèi)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(fù)載放電過程時(shí),稀硫酸既會與陰、陽極上的活性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成新的化合物硫酸鉛。經(jīng)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(chǎn)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(dāng)兩極的硫酸鉛被還原成原來的物質(zhì)時(shí),即等于充電結(jié)束,等待下一個(gè)放電過程。
鉛酸電池實(shí)現(xiàn)工業(yè)化時(shí)間最長,所以擁有最成熟的技術(shù),穩(wěn)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(huán)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(shí),正極會析出氧氣,負(fù)極會析出氫氣。正極析氧是在正極充電量達(dá)到70%時(shí)就開始了。析出的氧到達(dá)負(fù)極,跟負(fù)極起下述反應(yīng),達(dá)到陰極吸收的目的。
2Pb十O2=2PbO
2PbO十2H2SO4:2PbS04+2H20
負(fù)極析氫則要在充電到90%時(shí)開始,再加上氧在負(fù)極上的還原作用及負(fù)極本身氫過電位的提高,從而避免了大量析氫反應(yīng)。
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(jìn)入電解液。正極生成的氧就是通過這部分孔隙到達(dá)負(fù)極而被負(fù)極吸收的。
膠體電池中的膠體電解質(zhì)可對極板周圍形成固態(tài)保護(hù)層,不至于導(dǎo)致容量下降,壽命較長;使用安全,利于環(huán)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(qiáng),上下電位差小,電容量大。但是其生產(chǎn)技術(shù)難度大,成本較高。
通過對上面三種電池介紹,我們應(yīng)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(jià)格相對較高。而膠體電池也有著壽命較長的特點(diǎn),但是其技術(shù)難度比較大,所以在價(jià)格方面沒有優(yōu)勢。
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