鐵路機車電池用哪種電池好?
锂電池技術的發展雖然進步很大,但是在鐵路機車電池應用上還是鉛酸蓄電池占主要位置,未来新能源电池的发展,聚合物锂電池,磷酸鐵锂電池,三元锂電池等一些环保性的电池将会慢慢代替铅酸电池,那么铁路机车电池用哪种电池好呢?

铁路机车电池用蓄电池产品主要包括铅酸电池、镍镉电池和锂電池。根据电池容量、充放电寿命、安全性和技术成熟度几个指标对铁路机车用蓄电池的产品性能进行比较分析如下:
铁路机车电池用蓄电池上游主要为各类原材料,其中鉛酸蓄電池上游主要为铅及铅制品(包括铅、铅合金、极板、端子)、用于电池壳、隔板、板栅等制造的塑料(PP材料、ABS材料等),以及硫酸等原材料;镉镍电池上游主要为镍粉、电解液等原材料;锂离子电池上游主要为正负极材料、电解液、电极基材、隔离膜和罐材等。
據估算,隨著全球鐵路運營裏程的增長,全球鐵路機車用蓄電池的市場規模也不斷增加,總體看,其市場規模波動上升。2016年全球鐵路機車用蓄電池行業市場規模約爲30.50億元,較2015年的28.99億元同比增長5.24%,市場規模有所擴大。在我國一帶一路政策的推進和基礎設施促進發展下,前瞻認爲全球鐵路運營裏程將會進一步增加,由此推動鐵路機車蓄電池行業市場規模提升。
但是与此同时也带来严重的环境污染问题,因为鉛酸蓄電池其电解液或铅材料不仅对环境污染非常严重,对人体也有非常严重的伤害。因此在大规模使用下,对未来社会的发展是得不偿失的。那么研发寻找可代替的新能源电池变成了重要的课题,而就目前的新能源电池来看,只有锂電池族类的电池有希望,其中磷酸鐵锂電池最有适合代替铅酸电池的电池。
磷酸鐵锂電池与鉛酸蓄電池对比起来有如下优势:
1、電池應用場合上的對比
蓄电池应用在电动叉车、牵引车、电动自行车、观光车等方面;碳磷酸鐵锂電池应用在电动自行车、电动汽车、公交车、基站备用电源等领域。其实它们的应用领域中磷酸鐵锂電池基本可以代替蓄电池,而蓄电池只能代替铁锂電池的部分应用领域。
2、電壓上的對比
蓄电池的标称电压2.0V,磷酸鐵锂電池标称电池3.2V。鉛酸蓄電池性能稳定,技术成熟,不易发生故障.由于传统蓄电池会随着电容量的减少而降低电压,电压越低或电池越旧油耗就越高,所以达不到节油和提高动力的功效。
磷酸鐵锂電池的额定电压比铅酸电池的高,在放电平台上,要优越于蓄电池。电池采用智能芯片控制,让电压非常稳定,电压在13.2V-14.4V之间,也因此对汽车的点火系统能时时保持着更高更稳的电压,从而提高动力,火花塞的点火一直保持着最佳状态,让每个气缸的汽油可以完全燃烧,根据个人开的的习惯不同,省油率5%-13%之间.
3、制造原材料上的對比
蓄電池制造的材料:正極爲氧化鉛,負極爲鉛,電解液爲硫酸;
磷酸鐵锂電池制造的材料:正极为磷酸铁锂,负极为石墨,电解液为有机电解液;
蓄電池含量爲鉛梯合金,內部硫酸。
從環保上來看,鉛和硫酸對環境汙染危害極大。鉛對會對環境造成危害,鉛可以通過空氣傳播,傳統蓄電池廠家10公裏內不允許住人,電池廠家通過廢水排放汙染環境;
而磷酸鐵锂電池则是环保无害的新能源电池。采用的都是无毒、无任何污染的材料所制成。内部主要的原料磷与铁还是植物肥料的主要成分,使用磷酸鐵锂電池可以使汽车尾气的CO、HC、CO2、O2值降低25%-30%,环保无污染符合欧洲ROHS规定。
4、體積和重量方面的對比
在能量密度上,蓄电池是100~150 Wh/kg,磷酸鐵锂電池是30~50 Wh/kg
在相同容量下,磷酸鐵锂電池重量轻,相同规格的电池组,重量为蓄电池的1/4左右。无法作为配重使用。
5、充放電上的對比
蓄電池可浮充電,電壓穩定,容易控制,充電時間較長,放電穩定。
磷酸鐵锂電池不可浮充电,可快速充电和大电流放电,充电时间快,电压较不稳定,易发生危险,不易控制。
6、使用壽命上的對比
在正常使用条件下,理论上蓄电池循环寿命300 ~500次,磷酸鐵锂電池2000次以上,磷酸鐵锂電池寿命是蓄电池的3倍以上。
自放电率蓄电池是15~30%/月,磷酸鐵锂電池是<3%/月,磷酸鐵锂電池自放电率小,长期储存时电池容量损失比蓄电池的小。
7、在工作溫度上的對比
蓄電池:充電5℃~45℃,放電-20℃~45℃
磷酸鐵锂電池:充电-20℃~55℃,放电-30℃~70℃
磷酸鐵锂電池比蓄电池具有更宽的环境温度适应性。
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