铅酸蓄电池电机车与锂电池电机车的比较

2021/01/23 19:55:12

铅酸蓄电池电机车与锂电池电机车相比较，铅酸蓄电池电机车电源受哪些因素限制？锂电池式电机车电芯适合哪种类型的电池？有哪些优势？
铅酸蓄电池式电机车的应用从用途和结构方面而言，在用的蓄电池式电机车包括普通型、地面工程型和井下特殊防爆型。普通型、地面工程型易受井下条件制约，因此，在年生产能力120 Mt/a以上的高瓦斯矿井主要使用井下特殊防爆型。此类电机车由蓄电池组提供工作能量，每台工作电机车一般需要配备1套~2套电池组。电量用尽后，应该及时更换蓄电池组，充电工作可在井下变电所或电机车车库进行。由于铅酸蓄电池本身能量密度低、维护成本高、使用寿命短，导致电机车运输费用较高，用电效率低。而充电设备初期建设投资较大，在市场推广方面还存在较多制约因素。因此非常需要一种新型电池，能够实现安全性能更好、比能量更高、使用寿命更长且免维护等特点，进一步促进电机车的应用普及。电机车锂电池的应用目前市面在用蓄电池式电机车中，很少有锂离子动力电池的身影。即使在欧美一些发达国家，锂电池应用在电机车项目也一直停留在论证阶段。在国内，近3 a大容量锂动力电池的研发应用取得了较大的技术突破，引起了国内外电机车开发商的很大关注。

磷酸铁锂电池是一种以磷酸铁锂（Li Fe PO4）作为正极材料的新型蓄电池，单体容量大，最大可以做到500 Ah，被广泛应用在移动通信、电动汽车、国家电网储能等多个领域。与传统铅酸蓄电池相比，磷酸铁锂电池的特性和优点非常明显：a) 寿命更长。铅酸蓄电池深度循环寿命在300次左右，最高在500次以内，而磷酸铁锂动力电池在正常温度下1 ℃充放电深度循环可达2 000次以上，容量保持率80%，是铅酸电池的5倍，钴酸锂电池的4倍，镍氢电池的4倍，锰酸锂电池5倍；b) 安全性更高。与传统的过渡金属氧化物结构相比，PO43-化学键的结合力化学键更强，结构更加稳定，并且不轻易释放O2，在高温下的稳定性可达40 ℃以上，保证了电池内在的高安全性；c) 环保性更好。磷酸铁锂电池不仅环保，而且无需加入稀有金属，不含任何锂元素以外的重金属，无毒性（SGS认证通过）、无污染，符合欧洲Ro HS规定；d) 充、放电优势更强。磷酸铁锂电池本身具有充电速度快、自放电少、无记忆效应等特点，可大电流快速充放电，用专用充电器30 min就能充到95%；e) 体积小、重量轻。锂电池本身体积是铅酸电池的2/3，重量相当于铅酸电池的1/3，镍氢电池的2/3左右；f) 单体电池电压高，放电平台更加平稳。单体标称电压为3.2 V，串联少、可靠性高，可作大电流高功率充放电。同时具有高倍率放电特性，10 C充放电效率达到96%，容量保持率90%。
以上就是铅酸蓄电池电机车与锂电池电机车对比的介绍，目前，磷酸铁锂电池适合电机车运行的工矿环境，越来越被广泛接受。

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