铅酸蓄电池与锂离子电池

能较好，动力型 度较高时氢气从 极为储氢合金，电解液 电池，如 AA 型，
镍氢电池主要用 负极中溢出，内 为 30%的氢氧化钾溶 AAA 型，也有 D
于混合电动车， 压较高，充电效 液。单只电压 1.2V，充 型电池，单只容
但有被锂电取代 率下降。价格比 放 电 电 压 范 围 为 量一般为数百毫
的趋势，不使用 镍镉电池高，比 1.0V-1.5V，比能量约为 安时到几安时。
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典型应用案例
铅酸蓄电池
锂离子电池
汽车启动电池
消息电子产品电池
18650 锂离子电池应用之于 TESLA 汽车
众所周知，TESLA 电动车的电池采用了松下提供的 NCA 系列（镍钴铝 体系）18650 钴酸锂电池，单颗电池容量为 3100 毫安时（mAh，一般我们 在电瓶上看到的单位是“安时”，这主要是根据不同容量的电池来选择不 同的单位）。
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动力电池性能参数对比
电池类型 铅酸电池 镍镉电池 镍氢电池 锂离子电池 锌燃料电池 铝燃料电池
重量能量密度 （Wh/kg） 30-40 50-60 80-90 100-150 180-220 350-500
体积能量密度 （Wh/l） 120 110 150-200 210 500 600
功率密度 （W/kg） 200-400 200-400 400-1200 400-1200 100-200 100-200
5、储能方面
主要用于铁路内燃机车、 6、其他方面 ：
电力机车、客车起动、照明之 电动工具，采油仪器，助
动力；
听器、心脏起搏器和其他一些
5、储能用蓄电池：
非生命维持器件等；
主要用于风力、太阳能等
发电用电能储存；
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优缺点
铅酸蓄电池
锂离子电池
历史悠久，用户认知度高，生产入门 比能量高，循环寿命长，无记 要求低，回收技术相对成熟，价格低 忆效应，环保
循环寿命 （次）
500 1000 1000 1000 >1000 >1000
成本 （元/wh）
0.7 2.5 4.0 4.0 0.7 0.5
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主要应用
铅酸蓄电池
锂离子电池
1、起动型蓄电池：
1、电子产品：
主要用于汽车、摩托车、 主要包括手机、笔记本电
拖拉机、柴油机等起动和照 脑、数码相机、移动 DVD、摄
这种电池我们并不陌生，像笔记本电脑等电子数码设备使用的都是这 种类型的电池，相比于其它电动车使用的电池类型，18650 电池的技术更
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为成熟，比能量（参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小） 方面它几乎是磷酸铁锂电池的两倍，也就是说，在同等体积的情况下，18650 电池组成的电池单元可以储存更多的电能。这也是 TESLA 使用这种电池的 其中一个原因。
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基本电性能
铅酸蓄电池
锂离子电池
单体电芯电压 额定电压：2V 充满电压：2.25V 终止电压：1.8V
能量密度：30~40Wh/kg 循环寿命：500 次
单体电芯电压 额定电压：3.7V 和 3.2V 充满电压：4.2V 和 3.65V 终止电压：3.0V 和 2.5V
能量密度：100~150Wh/kg 循环寿命：1000 次
电池内压超出正常水平 3、针刺试验
后，VRLA 电池会放出多余气
用铁针垂直穿透电池，持
体并自动重新密封，保证电池 续形成内部短路。
内没有多余气体。
4、热冲击
4、安全认证
把电芯放入高温箱中，以
所有 VRLA 电池均通过 标准规定的速度升温，持续的
UL 安全认证。
高温导致内部隔膜熔化，形成
大面积内部短路。
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分类
铅酸蓄电池
锂离子电池
按电解质及可维护性划分： >普通蓄电池 >干式荷电铅酸蓄电池 >免维护蓄电池
按电极板结构划分： >普通铅酸蓄电池 >卷绕式铅酸蓄电池
按电解质材料划分： >液态锂离子电池 >聚合物锂离子电池
按正极材料划分： >钴酸锂锂电池 >锰酸锂锂电池 >磷酸铁锂锂电池
铅，镉等物质， 能 量 比 锂 电 池 40-50Wh/kg 左右，使 也有少量用于混
对环境影响小 低，正负极材料 用寿命约 500 次左右 合电动车，如丰
均为镍的化合
田普锐斯
物，价格下降空
间有限
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安全性
铅酸蓄电池
锂离子电池
1、安全密封
1、过充试验
在正常操作中，电解液不
利用恒定电流持续给电芯
廉，目前仍然是二次电池的主流产品
与锂离子动力电池、镍氢电池相比， 成本高，客户熟悉度低
循环寿命短、比能量低、自放电大， 铅对环境有危害
其它电池对比
电池类别 镍镉电池
镍氢电池
优点
缺点
参数
应用
价格较低，使用 负极采用的是高 正极为碱式氧化镍，负 在军用，民用领
寿命较长，可高 毒 性 的 镉 化 合 极为金属铬，电解液为 域都有应用，如
倍率放电
ຫໍສະໝຸດ Baidu
物，比能量较低， 30%的氢氧化钾溶液。 军事通讯，卫星，
有一定的记忆效 单只电池电压 1.2V，充 民用主要为于各
应
放 电 电 压 范 围 种中小型电器，
1.0V-1.5V。比能量约为 如电动工具，储
40-50Wh/Kg
能，牵引等，和
铅酸电池有一定
覆盖
高倍率充放电性 自放电较大；温 正极为碱式氧化镍，负 主要为小型民用
明；
像机、蓝牙耳机、智能手环、
2、固定型蓄电池：
可穿戴设备等；
主要用于通讯、发电厂、 2、交通工具：
计算机系统作为保护、自动控 电动自行车、电动汽车；
制的备用电源；
3、国防军事：
3、牵引型蓄电池：
军事通信、便携武器；
主要用于各种蓄电池车、 4、航空航天：
叉车、铲车等动力电源；
无人小/微型侦察机；
4、铁路用蓄电池：
会从电池的端子或外壳中泄 充电 ，设定固定电压上限。电
露出。
芯内部在负极上产生锂离子枝
2、没有自由酸
晶，刺穿隔膜是通过该试验最
特殊的吸液隔板将酸保 大的威胁。
持在内，电池内部没有自由酸 2、短路试验
液，因此电池可放置在任意位
用小电阻的导线直接连接
置。
正负极，使电池形成超大电流
3、泄气系统
回路，电池内部快速升温。
要成分为二氧化铅，负极主要 放电过程中，Li+ 在两个电极
成分为铅；充电状态下，正负 之间往返嵌入和脱嵌：充电时，
极的主要成分均为硫酸铅。分 Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌
为排气式蓄电池和免维护铅 入负极，负极处于富锂状态；
酸电池。
放电时则相反。电池一般采用
含有锂元素的材料作为电极，
是现代高性能电池的代表。
尽管如此，把这种电池运用在电动车上还是有一定难度，比如，要想 满足一辆电动车的使用需求就需要使用很多个 18650 锂电池，这就出现了 一个要解决的问题，如何把它们组合在一起。
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85kWh 的 MODEL S 的电池单元一共运用了 8142 个 18650 锂电池， 工程师首先将这些电池以砖、片逐一平均分配最终组成一整个电池包，电 池包位于车身底板。
铅酸蓄电池 Lead-acid battery
Lithium-ion battery 锂离子电池
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技术性能分析
铅酸蓄电池
简介
锂离子电池
电极主要由铅及其氧化物制 是一种二次电池（可充电电
成，电解液是硫酸溶液的一种 池），它主要依靠锂离子在正极
蓄电池。放电状态下，正极主 和负极之间移动来工作。在充