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铁路机车电池用哪种电池好?

锂电池技术的发展虽然进步很大,但是在铁路机车电池应用上还是铅酸蓄电池占主要位置,未来新能源电池的发展,聚合物锂电池,磷酸铁锂电池,三元锂电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?

磷酸铁锂电池

铁路机车电池用蓄电池产品主要包括铅酸电池、镍镉电池和锂电池。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,其中铅酸蓄电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。

据估算,随着全球铁路运营里程的增长,全球铁路机车用蓄电池的市场规模也不断增加,总体看,其市场规模波动上升。2016年全球铁路机车用蓄电池行业市场规模约为30.50亿元,较2015年的28.99亿元同比增长5.24%,市场规模有所扩大。在我国一带一路政策的推进和基础设施促进发展下,前瞻认为全球铁路运营里程将会进一步增加,由此推动铁路机车蓄电池行业市场规模提升。

但是与此同时也带来严重的环境污染问题,因为铅酸蓄电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,只有锂电池族类的电池有希望,其中磷酸铁锂电池最有适合代替铅酸电池的电池。

磷酸铁锂电池与铅酸蓄电池对比起来有如下优势:

1、电池应用场合上的对比

蓄电池应用在电动叉车、牵引车、电动自行车、观光车等方面;碳磷酸铁锂电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铁锂电池基本可以代替蓄电池,而蓄电池只能代替铁锂电池的部分应用领域。

2、电压上的对比

蓄电池的标称电压2.0V,磷酸铁锂电池标称电池3.2V。铅酸蓄电池性能稳定,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。

磷酸铁锂电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、制造原材料上的对比

蓄电池制造的材料:正极为氧化铅,负极为铅,电解液为硫酸;

磷酸铁锂电池制造的材料:正极为磷酸铁锂,负极为石墨,电解液为有机电解液;

蓄电池含量为铅梯合金,内部硫酸。

从环保上来看,铅和硫酸对环境污染危害极大。铅对会对环境造成危害,铅可以通过空气传播,传统蓄电池厂家10公里内不允许住人,电池厂家通过废水排放污染环境;

而磷酸铁锂电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,使用磷酸铁锂电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、体积和重量方面的对比

在能量密度上,蓄电池是100~150 Wh/kg,磷酸铁锂电池是30~50 Wh/kg

在相同容量下,磷酸铁锂电池重量轻,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、充放电上的对比

蓄电池可浮充电,电压稳定,容易控制,充电时间较长,放电稳定。

磷酸铁锂电池不可浮充电,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、使用寿命上的对比

在正常使用条件下,理论上蓄电池循环寿命300 ~500次,磷酸铁锂电池2000次以上,磷酸铁锂电池寿命是蓄电池的3倍以上。

自放电率蓄电池是15~30%/月,磷酸铁锂电池是<3%/月,磷酸铁锂电池自放电率小,长期储存时电池容量损失比蓄电池的小。

7、在工作温度上的对比

蓄电池:充电5℃~45℃,放电-20℃~45℃

磷酸铁锂电池:充电-20℃~55℃,放电-30℃~70℃

磷酸铁锂电池比蓄电池具有更宽的环境温度适应性。

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