鉛酸蓄電池會被鋰電池替代嗎?
鉛酸蓄電池從被發明到現在,幾十年的發展,已經是一個非常成熟的電池產品種類。但是由于其自身的局限性和材料缺陷,鉛酸蓄電池被市場淘汰是遲早的事。下面就來看看原因吧。
1、從鉛酸蓄電池的原材料分析
正負極板是由板柵和活性物質組成。正極活性物質主要成份為二氧化鉛,負極活性物質主要成份為海綿狀鉛。
隔板:是由PVC、PE塑料、微孔橡膠或玻璃纖維等制成,主要作用:防止正負極板短路;使電解液中正負離子順利通過;阻緩正負極板活性物質的脫落,防止正負極板因震動而損傷。
電解液:汽車蓄電池采用電解液密度為1.280?.01g/cm3(25℃)的稀硫酸。電解液的作用:參與正負極板的電化學反應;傳導電流。
蓄電池的殼體(電池槽、蓋)是由PP塑料、橡膠等材料制成,是盛放正、負極板和電解液等的容器。
其它:蓄電池除上述主要部件外,還有連接條、端子、極柱、電眼等零部件。
蓄電池報廢時還要排放廢硫酸液,其中含有硫酸、硫酸鉛等。固體廢物中含有鉛、二氧化鉛、硫酸鉛、鎘、砷等。二氧化硫的污染威脅著人類的健康,硫酸液是蓄電池的中的電解質,在充分放電時釋放出二氧化硫。二氧化硫與水蒸汽結合而凝成酸霧或酸雨。酸雨對人類社會的隱性危害要比其顯性危害大得多,由此可見硫酸液電池的危害相當大。而當二氧化硫濃度為260μg/m3時,針葉樹木可在幾小時內死亡。酸雨對土壤的破壞力極大,它能破壞土壤中的鈣和其它金屬,形成可溶性的鹽而流入江河湖泊。大氣中二氧化硫濃度與呼吸系統發病率基本成正比,一旦二氧化硫氧化成酸霧,其毒性比二氧化硫大10倍。
世界衛生組織的高級官員認為,環境中對兒童威脅最大的就是鉛。兒童血鉛含量大于100μg/L,就可能對兒童造成危害。鉛可使腦中毒,破壞抑制沖動的功能,社會上一些暴力的發生,可能與鉛污染有關。醫學研究表明,輕度的鉛污染可使兒童大腦受損,智力降低以及神經系統發育不良,嚴重的鉛污染則可導致人昏迷、痙攣和死亡。
鎘污染威脅著人類生存的平衡,鎘化合物毒性很大,鎘是鉛酸蓄電池的主要生產原料。植物能吸收富集土壤中的鎘,尤以水稻、小麥吸收顯著,從而使農作物產品的鎘含量升高。如鎘米在人體內有蓄積性,時間長了可引起慢性鎘中毒.鎘對人體造成的主要危害是引起貧血、高血壓、腎損害、神經痛和內分泌失調。鎘對生殖細胞有選擇性毒害作用,還會使骨骼的生長代謝受阻,從而造成骨質疏松、萎縮和變形等。如發生在日本富山縣神奈川領域的“痛痛病”。
砷的化合物均有劇毒,生產蓄電池的主要原材料鉛和銻中都含有砷的成分,砷的化合物通常經口進入胃腸導致中毒,呼吸系統吸入可引起局部粘膜刺激或全身性中毒癥狀,對皮膚有劇毒性。吸入砷化氫蒸氣時,有的發生黃疸、肝硬變、肝脾腫大等。皮膚接觸可發生皮炎、濕疹、濕癤病等,嚴重者可出現潰瘍。長期吸入少量的砷,會在人體內積累而引起慢性中毒是致癌的因素之一。
蓄電池內的硫酸廢液倒入下水道、土壤中會嚴重污染江河湖泊和海洋,同時也污染空氣、農田和飲水,含重金屬濃度較高污染的表土容易在風力和水力的作用下,分別進入到大氣和水體中,導致大氣、地表水、地下水污染,固體廢物對生態環境的污染威脅著人類的生存,由此可知鉛酸電池的危害還是非常非常的大.
2、從鉛酸蓄電池的電化學性能分析
1.循環使用壽命
鋰電池1200~2000次
鉛酸蓄電池500~900次)
2.比能量
鋰電池150W-h/kg
鉛酸蓄電池40W.h/kg)
3.充電時間
鋰電池2~4h
鉛酸蓄電池快充3~6h,快速充電技術也尚未成熟,慢充在8h
以上
4.充放電電能效率
鋰離子電池充放電電能轉換效率可大于97%;
鉛酸蓄電池充放電電能量轉換效率約為80%左右;
5.價格
鋰電池較,24V/10Ah價格在750~1200元;
蓄電池較,24V/12Ah價格在200~300元;
6.體積
同等重量下,鋰離子電池的體積是鉛酸蓄電池體積的2/3;
7.重量
鋰電池重量輕只有鉛酸蓄電池的1/3~1/4;
鉛酸蓄電池重量重;
8.鋰電池生產及使用中均無污染,鉛酸蓄電池中存在著大量的鉛,在廢棄后若處理不當,將對環境產生污染。
9.充電與維護(鋰電池復雜,維護成本高;鉛酸蓄電池簡單,維護成本低)
10.電源(提供的開路電源小,串聯較多——提供的開路電源大)
同以上兩個方面的基本對比,未來鉛酸蓄電池被鋰電池替代的可能性會非常高的。