铅酸电池-镍镉电池-镍氢电池-锂电池比较.doc

主要电池比较分析 图表 1常用二次电池比较 性能指标 说明 铅酸电池 镍镉电池 镍氢电池 锂电池 电压 V 2 1.2 1.2 3.7 重量比能量 Wh/kg 30-45 40-60 60-80 110-190 体积比能量 Wh/L 60-90 100-150 150-200 200-500 循环寿命 次 300-500 500-1000 500-1000 500-2000 每月自放电率 　 4-5% 20-30% 30-35% 5% 有害物质 　 铅 镉 无 无 单位成本 元/wh 1-1.5 3 4-5 6 安全性 　 良好 优秀 好 优秀 充电速度 　 中 较快 较快 较快 使用成本 　元/放1度电 低，3.29 低 中，9.84 高，10.43 环保性 　 差 差 中 中 铅酸电池和镍镉电池属于传统的二次电池。铅酸电池技术发展成熟，成本比较低，但是体积大，容量低，安全性相对较差，并且含有铅，污染较重。较低的比能量和循环寿命短决定了其不适合作为汽车的动力电池。 镍镉电池的应用程度仅次于铅酸电池，与铅酸电池相比，可以快速充电，循环寿命较长。但是镍镉电池含有镉，具有毒性，对肾有伤害，污染严重；并且镍镉电池具有严重的记忆效应，充电处理不当就会大大缩短使用寿命。 镍氢电池 优点：镍氢电池化学特性与镍镉电池基本相似，可完全替代镍镉电池；可以消除重金属的污染；大大减少镍镉电池的“记忆效应”；比能量高，单体容量大；循环寿命长。 缺点：体积大、自身重量大；有记忆效应；自放电现象比较严重 锂电池 优点：（1）锂电池单体工作电压高，这也使得锂电池比能量较高的重要原因之一，在组成相同电压的电池组时，锂电池使用的串联数目会大大减少。 图表 2动力电池组构成 电池类型 锂离子电池 铅酸电池 镍氢电池 锰酸锂、三元材料、钴酸锂电池 磷酸亚铁锂电池 单体电池标称电压 3.7V 3.2V 2V 1.2V 24V所需单体电池数 7串 8串 12串 一般用12V，10Ah的铅酸电池串联，而每只12V,10Ah的电池中有6个单格组成也就是由6节单体电池组成 20串 （25.9V） (25.6V) 36V所需单体电池数 10串 12串 18串 30串 (37V) (38.4V) 48V所需单体电池数 13串 15串 24串 40串 (48.1V) (48V) （2）锂电池的重量轻、体积小、比能量大。锂电池减轻了整车重量，相同电压和相同容量的电池行驶里程更长。 （3）锂电池循环寿命长，以容量保持60%计算，电池组100%充放电循环次数可以达到600次以上，使用年限可以达到3-5年。 （4）锂电池自放电率低，每月不到5%。 （5）允许工作温度范围宽，低温性能好，可在-20至+55度之间工作。 （6）无记忆效应。 缺点：（1）存有安全隐患，锂电池比能量高，材料稳定性差，容易出现安全问题，比如在高温130度时容易出现爆炸现象。 （2）使用成本高。从电网、柴油机、铅酸电池、镍氢电池、锂电池和燃料电池放电1kwh的成本分别为0.68元、5元、3.93元、9.84元、10.43元、40元。 图表 3锂离子电池性能比较 　 磷酸铁锂 钴酸锂 锰酸锂 三元材料 电压平台(V) 3.2 3.6 3.7 3.5 振实密度（g/cm3） 1.0～1.4 2.8～3.0 2.2～2.4 2.0～2.3 比表面积（m2/g） 12～20 0.4～0.6 0.4～0.8 0.2～0.4 克容量(mAh/g) 130～140 135～140 100～115 155～165 过渡金属 非常丰富 贫乏 丰富 贫乏 原料成本 低廉 很高 低廉 高 环保性 无毒符合环保要求 含钴 无毒 含镍钴 安全性 安全性佳 稳定性差，不安全 尚可接受 循 环 次 数 ≥300次 ≥500次 ≥800次 能 量 密 度 可接受 佳 可接受 最佳 长期使用成本 经济 高 可接受 高 溫度耐受性 0℃则衰退 高于55℃或低于-20℃则衰退 高于50则迅速衰退 高于55或低于-20则迅速衰退 动力电池 小电池 动力电池 小电池/小型动力电池 钴酸锂电池作为最早商品化的锂离子电池，工艺成熟，市场占有率高；材料加工性能好；振实密度高；比容量相对较高；平台电压较高且稳定。其含贵金属，钴酸锂原材料较贵；抗过充电等安全性差；不适合大型动力电池领域。在电子产品小电池领域将被二元材料和三元材料电池取代；在动力电池领域将被磷酸铁锂和锰酸锂取代。 三元材料电池的化学容量高、循环性能好、合成容易、安全性能较好，比较适合便携式电动工具等小电池或中型高档电子产品，不适合大型动力电池单独使用。三元