铅酸电池、锂电池、钠离子电池、石墨烯电池的区别

本文帮助您了解铅酸电池、锂电池、钠离子电池和石墨烯电池的区别

电动车是一种常见的交通工具，大街小巷随处可见。电池是电动汽车的核心部件，电池质量的好坏直接决定电动汽车的续航里程。那么，如何找到安全系数高、性价比高、使用寿命长的电池是大多数人在选择电动汽车时纠结的问题。现在市场上主要有铅酸电池、锂电池、钠电池和石墨烯电池，但很多人不知道其中的区别。这篇文章将帮助您理解。

1、概念差异

1.1 铅酸电池

铅酸蓄电池的电极主要由铅及其氧化物构成，电解液是硫酸溶液的电池。铅酸电池在放电状态下，正极的主要成分是二氧化铅，负极的主要成分是铅。在充电状态下，两个电极的主要成分都是硫酸铅。铅酸电池通过正负极端子上的活性物质与电解液中的硫酸发生化学反应来进行充放电。

1.2 锂电池

锂电池是以锂金属或锂合金为正负极材料和非水电解质溶液的电池。锂电池负极材料为金属或锂合金材料。它依靠开始时正极和负极的转移来完成电池的充电和放电操作。现在锂电池主要有磷酸铁锂电池、锰酸铁锂电池和三元聚合物锂电池。

1.3 钠离子电池

钠离子电池是可充电电池的一种，依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作，其工作方式与锂离子电池类似。即在充放电过程中，Na+在两个电极之间来回插入和释放：充电时，Na+从正极脱出，通过电解液嵌入负极；放电时则相反。新型18650钠离子电池使用钠离子转移而不是锂离子来存储和释放电力。

1.4 石墨烯电池

石墨烯技术仍处于开发阶段，尚未准备好大规模使用。目前国内使用的石墨烯电池基本都是铅酸电池。在铅酸电池的基础上添加了石墨粉，使得电池具有优异的耐热性、耐腐蚀性和导电性，从而使电池的耐用性得到了很大的提高。石墨烯电池，从某种意义上来说，是铅酸电池的增强版。

2、价格差异

铅酸电池和锂电池的制造工艺完全不同，而锂电池的技术难度和材料成本都比铅酸电池大，因此，无论从哪方面看，锂离子电池都比铅酸电池贵。由于品牌因素，锂电池的价格会是铅酸电池的3倍左右，比如48V20Ah的电池，新型铅酸电池的价格为500元到700元，而锂电池的价格为1200元到1500元，因此铅酸电池的价格是铅酸电池的3倍左右。 - 酸性电池更具成本效益。

而钠离子电池，由于钠储量丰富且分布广泛，可以比锂离子电池便宜20%~30%。因此钠离子电池具有巨大的潜在价格优势。

石墨烯电池，正如我们之前所说，是铅酸电池的增强版。因此，与铅酸电池相比，铅板要厚一些。一般石墨烯电池比铅酸电池重约5kg。同时，由于加入了石墨烯技术，所以石墨烯电池的价格比铅酸电池要高一点，可能高10%到20%。

3、安全系数的差异

电池的安全隐患是自燃，而铅酸电池由于电解液是硫酸，不具备爆燃的特性。锂电池不含镉、铅、汞等污染环境的元素。它使用的锂金属是一种非常活跃的金属。其安全性主要取决于电池材料的热稳定性，也与电池的过充、针刺、挤压、高温等滥用条件密切相关。相比之下，在安全性方面，铅酸电池会更胜一筹。

钠离子电池还具有相对安全的性能，可以在-40℃至80℃的温度范围内正常工作，在-20℃的环境下容量保持率接近90%，高低温性能优于其他二次电池，其电池热失控现象比锂离子电池少得多。

至于石墨烯电池，其工艺难度和制作所用材料与铅酸电池基本相同，只是添加了可以增加导电性的石墨烯元素，这种操作方法与早期铅酸电池的逻辑相同。添加耐腐蚀“镉”元素的酸性电池。因此，在安全性方面，铅酸电池和石墨烯电池没有明显的区别，而且都是不燃烧电池类型。

4、使用寿命差异

从理论上讲，铅酸电池的主要成分是硫酸和铅板，在电池使用过程中很容易消耗和损坏。在循环充放电次数上，铅酸电池一般只有300次，因此，理论寿命一般为三年左右。

锂电池和铅酸电池不同，它的锂金属更加耐用，而且设计理论循环次数通常大于1000次，因此，理论寿命一般可以使用5年左右。而且，锂离子的耐用性更具突破性。目前已知的寿命比较长的锂电池可以达到25000次充放电循环，预计可以使用70年左右，这对于铅酸电池来说是不可能的。

由于钠离子的半径比锂离子大，在反应过程中嵌入和脱嵌困难，容易引起结构变化，导致循环寿命短。寿命降低至80%，钠离子电池可充电2000次，远高于铅酸电池的300-500次循环，但明显低于锂离子电池的4000-6000次循环

石墨烯电池作为铅酸电池的更新版本，自然强化了原来版本的弱点，包括寿命和上面提到的铅酸电池充放电次数在300次左右的设计，而石墨烯电池的充电次数放电次数在500次左右，提高了三分之二。当然，具体的使用方式取决于车主的维护意识，但理论上来说，它和铅酸电池是同一类型的电池，都容易受到损坏。"受伤"使用过程中如不保养，一般寿命为三年。

事实上，纵观近年来全球电池行业的发展，虽然受到相关政策变化和市场发展因素的影响，锂电池、钠离子电池、石墨烯电池等电池行业发展迅速。但就目前全球范围而言，铅酸电池仍然是市场份额最大、使用范围最广的化学电池，特别是在其他一些发展中国家。铅酸电池因其更实惠、更成熟稳定的回收技术，在市场上仍然发挥着举足轻重的作用。

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