鉛酸電池和鋰電池性能報(bào)告

1、鉛酸電池和鋰電池性能報(bào)告1、鉛酸電池鉛酸電池(VRLA),是一種電極主要由鉛及其氧化物制成， 電解液是硫酸溶液 的蓄電池。鉛酸電池荷電狀態(tài)下，正極主要成分為二氧化鉛，負(fù)極主要成分為鉛 放電狀態(tài)下，正負(fù)極的主要成分均為硫酸鉛。法國人普蘭特于1859年發(fā)明鉛酸蓄電池，已經(jīng)歷了近150年的發(fā)展歷程， 鉛酸蓄電池在理論研究方面，在產(chǎn)品種類及品種、產(chǎn)品電氣性能等方面都得到了 長足的進(jìn)步，不論是在交通、通信、電力、軍事還是在航海、航空各個經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域， 鉛酸蓄電池都起到了不可缺少的重要作用。根據(jù)鉛酸蓄電池結(jié)構(gòu)與用途區(qū)別，粗略將電池分為四大類： 1、啟動用鉛酸 蓄電池；2、動力用鉛酸蓄電池;3、固定型閥控密封式

2、鉛酸蓄電池;4、其它類，包 括小型閥控密封式鉛酸蓄電池，礦燈用鉛酸蓄電池等。一個單格鉛酸電池的標(biāo)稱電壓是 2.0V,能放電到1.5V,能充電到2.4V。在應(yīng) 用中，經(jīng)常用6個單格鉛酸電池串聯(lián)起來組成標(biāo)稱是 12V的鉛酸電池。還有24V、 36V、48V等。在純電動汽車的電池中，鉛酸蓄電池的數(shù)量最多。鉛酸蓄電池的價(jià)格最低， 也最常用，中國是全世界鉛酸蓄電池最大的生產(chǎn)國。 其含污染的成分比較少，可 回收性好。缺點(diǎn)是比容小。也就是說，在同樣的容量下，電池重量和體積都大。 目前的鉛酸蓄電池基本上是由浮充類型的電池發(fā)展而來的。浮充電池不適應(yīng)快速充電和大電流放電，雖然技術(shù)人員的花費(fèi)了大量的心血進(jìn)行了卓有成

3、效的改進(jìn)， 可以進(jìn)入實(shí)用了，但是其壽命還是非常不理想的。膠體電池膠體電池屬于鉛酸蓄電池的一種發(fā)展分類，最簡單的做法，是在硫酸中添 加膠凝劑，使硫酸電液變?yōu)槟z態(tài)。電液呈膠態(tài)的電池通常稱之為膠體電池。 廣義 而言，膠體電池與常規(guī)鉛酸電池的區(qū)別不僅僅在于電液改為膠凝狀。例如非凝固態(tài)的水性膠體，從電化學(xué)分類結(jié)構(gòu)和特性看同屬膠體電池。 又如在板柵中結(jié)附高 分子材料，俗稱陶瓷板柵，亦可視作膠體電池的應(yīng)用特色。 近期已有實(shí)驗(yàn)室在極 板配方中添加一種靶向偶聯(lián)劑，大大提高了極板活性物質(zhì)的反應(yīng)利用率， 據(jù)非公 開資料表明可達(dá)到70wh/kg的重量比能量水平，這些都是現(xiàn)階段工業(yè)實(shí)踐及有待 工業(yè)化的膠體電池的應(yīng)用范例

4、。膠體電池與常規(guī)鉛酸電池的區(qū)別，從最初理解的電解質(zhì)膠凝，進(jìn)一步發(fā)展至電解質(zhì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的電化學(xué)特性研究，以及在板柵和活性物質(zhì)中的應(yīng)用推廣。 其最重要的特點(diǎn)為：用較小的工業(yè)代價(jià)，沿已有150年歷史的鉛酸電池工業(yè)路子制 造出更優(yōu)質(zhì)的電池，其放電曲線平直，拐點(diǎn)高，比能量特別是比功率要比常規(guī)鉛 酸電池大20%以上，壽命一般也比常規(guī)鉛酸電池長一倍左右， 高溫及低溫特性要 好得多。2、鋰電池鋰離子電池是一種充電電池，它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來工 作。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電池時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時則相反。一般采用含有鋰元素

5、的材料作為電極的電池，是現(xiàn)代高性能電池的代表。鋰系電池分為鋰電池和鋰離子電池。手機(jī)和筆記本電腦使用的都是鋰離子電 池，通常人們俗稱其為鋰電池，而真正的鋰電池由于危險(xiǎn)性大，很少應(yīng)用于日常電子產(chǎn)品。鋰離子電池一般以石墨類碳材料為負(fù)極。鋰離子電池（Li-ion Batteries）是鋰電池發(fā)展而來。所以在介紹 Li-ion 之前，先介紹鋰電池。舉例來講，以前照相機(jī)里用的扣式電池就屬于鋰電池。鋰電 池的正極材料是二氧化錳或亞硫酰氯，負(fù)極是鋰。電池組裝完成后電池即有電壓不需充電。這種電池也可以充電，但循環(huán)性能不好，在充放電循環(huán)過程中容易形 成鋰結(jié)晶，造成電池內(nèi)部短路，所以一般情況下這種電池是禁止充電的。

6、主要種類根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料的不同，鋰離子電池分為液態(tài)鋰離子電池 （Liquified Lithium-lon Battery，簡稱為 LIB）和聚合物鋰離子電池（PolymerLithium-lon Battery，簡稱為 PLB）。鋰離子電池（Li-ion）可充電鋰離子電池是目前手機(jī)、筆記本電腦等現(xiàn)代數(shù)碼產(chǎn)品中應(yīng)用最廣泛的 電池，但它較為“嬌氣”，在使用中不可過充、過放（會損壞電池或使之報(bào)廢）。因此，在電池上有保護(hù)元器件或保護(hù)電路以防止昂貴的電池?fù)p壞。鋰離子電池充電要求很高，要保證終止電壓精度在土 1%之內(nèi)，各大半導(dǎo)體器件廠已開發(fā)出多種 鋰離子電池充電的IC，以保證安全、可靠、快速

7、地充電。手機(jī)基本上都是使用鋰離子電池。正確地使用鋰離子電池對延長電池壽命是 十分重要的。它根據(jù)不同的電子產(chǎn)品的要求可以做成扁平長方形、圓柱形、長方形及扣式，并且有由幾個電池串聯(lián)并聯(lián)在一起組成的電池組。鋰離子電池的額定 電壓，因?yàn)椴牧系淖兓话銥?.7V，磷酸鐵鋰（以下稱磷鐵）正極的則為3.2V。 充滿電時的終止充電電壓一般是 4.2V，磷鐵3.65V。鋰離子電池的終止放電電壓 為2.75V3.0V（電池廠給出工作電壓范圍或給出終止放電電壓，各參數(shù)略有不 同，一般為3.0V，磷鐵為2.5V）。低于2.5V（磷鐵2.0V）繼續(xù)放電稱為過放，過 放對電池會有損害。鉆酸鋰類型材料為正極的鋰離子電池不

8、適合用作大電流放電，過大電流放電時會降低放電時間（內(nèi)部會產(chǎn)生較高的溫度而損耗能量），并可能發(fā)生危險(xiǎn)；但磷 酸鐵鋰正極材料鋰電池，可以以 20C甚至更大（C是電池的容量，如 C=800mA, 1C充電率即充電電流為800mA的大電流進(jìn)行充放電，特別適合電動車使用。因 此電池生產(chǎn)工廠給出最大放電電流， 在使用中應(yīng)小于最大放電電流。鋰離子電池 對溫度有一定要求，工廠給出了充電溫度范圍、放電溫度范圍及保存溫度范圍， 過壓充電會造成鋰離子電池永久性損壞。 鋰離子電池充電電流應(yīng)根據(jù)電池生產(chǎn)廠 的建議，并要求有限流電路以免發(fā)生過流（過熱）。一般常用的充電倍率為 0.25C1G在大電流充電時往往要檢測電池溫度

9、，以防止過熱損壞電池或產(chǎn)生 爆炸。鋰離子電池充電分為兩個階段：先恒流充電，到接近終止電壓時改為恒壓充 電。例一種800mAh容量的電池，其終止充電電壓為4.2V。電池以800mA充電率 為1C）恒流充電，開始時電池電壓以較大的斜率升壓，當(dāng)電池電壓接近4.2V時， 改成4.2V恒壓充電，電流漸降，電壓變化不大，到充電電流降為1/10-50C（各廠設(shè)定值不一，不影響使用）時，認(rèn)為接近充滿，可以終止充電（有的充電器到 1/10C后啟動定時器，過一定時間后結(jié)束充電）。工作效率鋰離子電池能量密度大，平均輸出電壓高。自放電小，好的電池，每月在2%以下（可恢復(fù)）。沒有記憶效應(yīng)。工作溫度范圍寬為-20 C60

10、C。循環(huán)性能優(yōu) 越、可快速充放電、充電效率高達(dá) 100%而且輸出功率大。使用壽命長。不含 有毒有害物質(zhì)，被稱為綠色電池。3、鋰電池和鉛酸電池比較內(nèi)容鋰崗于電池二聖化鉛鋰化合枚海綿狀鉛電鮮瘠聚合物電斛液粧(V)2.030-4J155比功率（wkg）150400315休桁比旨溝.WhL60-S0豬奸決數(shù)JOj-500>10004-5%一律巨吏CO-20-60-40-60有令制質(zhì)鉛優(yōu)點(diǎn)旦村遠(yuǎn)車?yán)?、施ftx疊重芒叟取咅瞬喘*自隸電蘭最，缺點(diǎn)主要應(yīng)用吒車起動申池、電動自數(shù)瑪、航模，申動轎豐.文巳、彳二車旦池航空航天技木成熟度成熟發(fā)B期有無記憶就應(yīng)有無綜觀電池發(fā)展的歷史，可以看出當(dāng)前世界電池工業(yè)發(fā)展的三個特點(diǎn)， 一是綠 色環(huán)保電池迅猛發(fā)展，包括鋰離子蓄電池、氫鎳電池等 ；二是一次電池向蓄電池 轉(zhuǎn)化，這符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略；三是電池進(jìn)一步向小、輕、薄方向發(fā)展。在商品 化的可充電池中，鋰離子電池的比能量最高，特別是聚合物鋰離子電池，可以實(shí) 現(xiàn)可充電池的薄形化。正因?yàn)殇囯x子電池的體積比能量和質(zhì)量比能量高， 可充且 無污染，具備當(dāng)前電池工業(yè)發(fā)展的三大特點(diǎn)，因