长达3个世纪的铅酸电池被弃用!磷酸铁铝电池成新能源车新宠

日期: 2024-04-17 17:08:42|浏览: 91|编号: 50871

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长达3个世纪的铅酸电池被弃用!磷酸铁铝电池成新能源车新宠

众所周知,从19世纪至今,铅酸电池一直是汽车工业最常用的电池之一。 随着社会的发展和新能源汽车产业的兴起,很多人也逐渐意识到了铅酸电池的危害,现在的铅酸电池似乎没有以前那么好用了。

铅酸电池的工作原理

铅酸电池主要由铅(Pb)和氧化铅(PbO2)电极、硫酸(H2SO4)电解液和隔膜组成。 充电时,电流通过电池,铅电极被氧化成氧化铅。 同时氧化铅电极被还原生成铅。 这样,电池就可以通过充电和放电的来回切换来储存和释放电能。

铅酸电池的缺点

1、铅酸电池通常含有镉和铅元素。 虽然这两种元素可以提高电池的性能,但镉和铅是有害的重金属,带来很大的环境和健康风险:废弃的铅酸电池很难处理和处置,铅和镉的泄漏会污染土壤和水,而且工厂工人在处理这些电池时容易吸入或皮肤接触,造成健康风险,因此许多国家已禁止或限制其使用。

2、由于铅酸蓄电池中铅、镉的使用受到限制或禁止,现代铅酸蓄电池的性能受到很大影响。 电池容量迅速降低,寿命缩短,并且电池对高温变得敏感。 这也是为什么很多人认为现在的铅酸电池新车,行驶2-3年就会磨损,半途抛锚。

3、铅酸电池的使用实际上涉及到一个内部化学反应过程。 电池放电时,含有稀硫酸溶液的电解液与正极中的二氧化铅和负极中的铅发生化学反应,生成水和硫酸铅。 当电池充电时,电解液分解,硫酸铅转化回铅和硫酸,以恢复电池容量。 但长期使用后,铅酸会形成二氧化铅和铅,导致电池亏电。 另外,如果电池长时间停放而不充电,电池会持续消耗能量而失去电量。

4、铅酸电池含有大量的铅和硫酸。 铅的密度为11.3(g/cm3),硫酸的密度为1.8(g/cm3)。 同等容量的情况下,铅酸电池的体积会大很多,占用的空间也更大。 汽车的空间结构也增加了车身的重量。

有人想说,除了铅酸电池,还有碱性电池、锂离子电池、三元锂电池。 为什么磷酸铁锂电池更好?

1、碱性电池由镍基和碱性溶液电解液组成,包括镍镉电池、镍锌电池和镍氢电池。 与其他两种类型相比,镍氢电池具有更高的比能量,并且对环境无污染,因此使用范围更广泛。 镍氢电池比铅酸电池具有更高的能量密度和更高的功率,但它也有一定的缺点:温度较低时容量会收缩,过度放电会造成永久性损坏,荷电状态必须有范围限制,并且电池中储存的大部分能量无法完全释放。

2、锂离子电池可分为锂离子电池和锂聚合物电池两种。 与镍氢电池相比,锂离子电池体积小、重量轻、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、无污染,但也存在一定的问题:安全性、成本、工作温度和材料供应等各种性能都受到限制,大容量、高功率的锂离子电池尚未量产,主要是电池管理系统中的一些技术尚未成熟。

3、三元锂电池。 采用镍钴锰酸锂三元正极材料作为正极材料的锂电池就是三元锂电池。 该电池能量密度高、稳定性和一致性较好、电池系统成本低、体积小。 但由于三元锂电池内部的镍钴铝高温结构不稳定,其高温安全性较差,且pH值过高。 高温很容易导致机组膨胀,造成危险。 而且,如果出现内部短路、刺穿、接触水等情况,就会产生明火,很容易引起火灾。

进入新能源时代,比亚迪经过十多年的研发,通过技术创新,率先在其新能源汽车中使用磷酸铁锂启动电池,淘汰铅酸电池,实现全车无铅化。 。 虽然磷酸铁锂电池在成本上比铅酸电池贵很多,但比亚迪迈出这一步,是为了给用户提供更好的体验,解决铅酸电池的痛点。

1、在使用寿命方面,磷酸铁锂电池的循环次数可以达到3000次以上,铅酸电池的循环次数只有300-350次左右,而普通三元锂电池的循环次数电池可达到1000次以上。 一般情况下,锂铁电池可以循环2000次以上。 因此,磷酸铁锂电池的使用寿命约为铅酸电池的10倍,与整车的使用寿命相差无几,因此无需担心使用后出现躺下的现象。使用了很长时间。

2、前面提到,普通锂离子电池缺乏电池管理系统。 对于磷酸铁锂电池,比亚迪为其配备了BMS专业电池管理系统,可以实时监控电池指标和动态电池管理。 当电池长时间不使用后电量过低时,BMS电池管理系统可以实现智能充电,因此不会出现电量损耗。

3、前面提到铅的密度为11.3437(g/cm3),硫酸的密度为1.8305(g/cm3),而一般锂离子电池的密度只有0.534(g/cm3),所以相同体积下,铅酸电池的能量密度约为50-70wh/g,而锂离子电池的能量密度一般为200-260wh/g,远大于铅-酸。 因此,磷酸铁锂电池可以同时实现高能量密度和小尺寸,这对于汽车车身结构的布局起到了很大的作用。

4、最重要的一点是,磷酸铁锂电池在环保方面比铅酸电池更有优势。 据粗略估算,超过200万辆搭载磷酸铁锂电池的新能源汽车相当于减少铅使用量2万多吨,避免14万多亩土壤受到污染。 你觉得这个数字很惊人吗?

不可否认,铅酸电池在汽车的发展中发挥了重要作用,但随着新能源时代的到来,环保、绿色、低碳的出行已成为大势所趋。 比亚迪的磷酸铁锂电池似乎是汽车电池的一小步。 它可能会引发中国汽车行业无铅汽车的新变革,并对无铅汽车和绿色出行产生巨大影响。

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