鉛酸電池由法國(guó)科學(xué)家普蘭特發(fā)明，經(jīng)過(guò)近150年的發(fā)展，是最早的可充電電池。在理論研究方面，鉛酸電池在產(chǎn)品類(lèi)型和品種、電氣性能等方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。無(wú)論是在交通、通信、電力、軍事還是在航海和航空等各個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，鉛酸電池都發(fā)揮了不可或缺的作用。（許多應(yīng)用使用鉛酸蓄電池）

鉛酸電池又稱VRLA，密封式閥控鉛酸蓄電池,是一種電極主要由鉛制成，其氧化物和電解質(zhì)為硫酸溶液的電池。在放電狀態(tài)下，正極的主要成分是二氧化鉛，負(fù)極的主要成分為鉛；在充電狀態(tài)下，正負(fù)電極的主要成分是硫酸鉛。

然而，由于鉛酸電池的許多缺點(diǎn)，許多客戶希望選擇鋰電池來(lái)代替鉛酸電池。在本頁(yè)中，您將了解為什么越來(lái)越多的人選擇鋰電池來(lái)代替鉛酸電池。

 

第1章：鉛酸蓄電池的特性

鉛酸蓄電池的基本特性如下：

工作電壓。

*標(biāo)稱電壓–2.0V

*充電電壓–限制為2.4V

*浮動(dòng)充電電壓–2.25V

*放電截止電壓–1.8V

充放電速率。

充電10小時(shí)，放電2小時(shí)，即充電0.1C，放電0.5c。

充電模式。

鉛酸蓄電池的充電方式一般為三階段：恒流、恒壓和浮充。

充電過(guò)程如下：

① 在恒流充電階段，充電器的充電電流保持恒定，充電功率快速增加，電池電壓升高；

② 在恒壓充電階段，充電器的充電電壓保持恒定，充電量繼續(xù)增加，電池電壓緩慢上升，充電電流降低；

③ 當(dāng)電池充滿電時(shí)，充電電流低于浮充轉(zhuǎn)換電流，充電器的充電電壓低于浮充電壓；

④ 在浮動(dòng)充電階段，充電器的充電電壓保持在浮動(dòng)充電電壓。

鉛酸電池通常用于三階段充電的原因是，電池在充電開(kāi)始時(shí)具有很強(qiáng)的接受能力。我們可以使用此功能先用大電流充電，因此電池可以快速獲得足夠的電量，以節(jié)省時(shí)間和能量。當(dāng)充電到一定程度時(shí)，為了防止電壓超過(guò)極限值，需要將其轉(zhuǎn)到并限制為恒定電壓值，以限制電壓繼續(xù)升高，并且還需要防止當(dāng)電壓超過(guò)充電結(jié)束電壓時(shí)損壞電池板。

然而，在以這種方式充電后，由于電池板上材料的不均勻性，一些材料仍然無(wú)法完全還原。如果這些材料長(zhǎng)時(shí)間處于硫化狀態(tài)，它們可能會(huì)變成永久性的硫酸鉛，無(wú)法再還原，那么電池的容量就會(huì)受損并逐漸降低。因此，應(yīng)在充電結(jié)束時(shí)進(jìn)行涓流充電，然后盡可能減少隱藏在內(nèi)部深層中的一小部分硫化物，從而使一個(gè)電池中的極板的充電程度內(nèi)外均勻，并且多個(gè)電池的極板也盡可能均勻。

工作溫度。

在不同的狀態(tài)下，鉛酸蓄電池具有不同的工作溫度：

① 充電溫度最好在0～40℃；

② 放電溫度最好在-15～50℃；

③ 最佳工作溫度為25℃。

使用壽命。

一般鉛酸蓄電池的壽命為2年，設(shè)計(jì)壽命為5至8年，特殊鉛酸蓄電池的使用壽命可達(dá)10年。

 

第2章：鋰電池的特點(diǎn)

與鉛酸電池相比，鋰電池具有以下特點(diǎn)。

高工作電壓和高能量密度。

高工作電壓意味著要達(dá)到相同的組裝電壓，鋰電池只需要更少的電池。這一特點(diǎn)大大降低了生產(chǎn)電池的成本。

能量密度與電池體積密切相關(guān)。由于能量密度高，電池的體積相對(duì)較小，因此客戶也傾向于選擇較小的電池。

出色的循環(huán)壽命和無(wú)記憶效應(yīng)。

這一優(yōu)勢(shì)使鋰離子電池有更長(zhǎng)的時(shí)間供客戶使用，從而使您在預(yù)算內(nèi)擁有一款經(jīng)濟(jì)高效的電池產(chǎn)品。

自放電率低。

在室溫下，鋰電池的自放電率可以低于12%。因?yàn)樵诘谝淮纬浞烹娺^(guò)程中，碳陽(yáng)極表面上存在固體電解質(zhì)界面（SEI），SEI可以允許離子通過(guò)，但不能允許電子通過(guò)，這可以防止自放電過(guò)程。

高充放電率和輸出功率，這意味著它適用于大電流放電。

工作溫度范圍寬。

一般來(lái)說(shuō)，其工作溫度為-25~+45℃，如果陰極材料和電解質(zhì)的熱穩(wěn)定性得到改善，工作溫度范圍將擴(kuò)大到-40~+70℃。

安全性能良好。

鋰離子電池已被納入許多安全措施，以保持良好的安全性能，例如在電池上安裝排氣閥。如果電池出現(xiàn)問(wèn)題，將導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生的氣體達(dá)到高壓，這與正常狀態(tài)不同，閥門(mén)將打開(kāi)以確保安全。

低維護(hù)。

由于鋰離子電池沒(méi)有記憶效應(yīng)，它不需要定期放電，這可以節(jié)省維護(hù)成本。

 

第3章：鉛酸蓄電池的應(yīng)用

鉛酸電池在許多應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用。

在電力存儲(chǔ)應(yīng)用中，太陽(yáng)能系統(tǒng)、便攜式電源、通信基站、備用電源UPS、應(yīng)急燈、礦燈、火災(zāi)報(bào)警、電梯備用電源等通常使用鉛酸電池。

在電力應(yīng)用中，鉛酸電池用于電動(dòng)輪椅、清潔機(jī)器人、電動(dòng)汽車(chē)、割草機(jī)、汽車(chē)和摩托車(chē)。

 

第4章：鋰電池替代鉛酸的限制

盡管用鉛酸代替鋰電池有很多優(yōu)點(diǎn)，但仍有一些限制人們使用鋰電池的因素。

（1） 成本。

鋰電池的生產(chǎn)成本很高，價(jià)格大約是鉛酸電池的三倍。此外，鋰電池的回收難度更大，回收率也不高。

（2） 安全。

由于鋰電池體積小，組裝時(shí)有許多鋰電池串聯(lián)。如果在運(yùn)輸和使用時(shí)不特別注意，焊點(diǎn)可能會(huì)斷裂或虛焊。這是鋰電池連接中的常見(jiàn)問(wèn)題

（3） 鋰電池的缺點(diǎn)。

鋰電池本身的高電流放電特性是短板。如果汽車(chē)需要在擁堵的道路上頻繁啟動(dòng)，可以想象電池壽命會(huì)大大縮短。

 

第5章：更換要求

在為鋰電池更換鉛酸時(shí)，以下是一些需要注意的細(xì)節(jié)。

首先，在電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用中，常用鉛酸蓄電池，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的檢測(cè)非常嚴(yán)格。企業(yè)需要具備3C認(rèn)證（中國(guó)強(qiáng)制認(rèn)證）和電動(dòng)摩托車(chē)資質(zhì)，否則電動(dòng)汽車(chē)可能面臨無(wú)法上路的風(fēng)險(xiǎn)。

然后，如果用鋰電池代替鉛酸電池，其電壓必須保持與原始鉛酸電池相同。此外，充電器必須更換為專用鋰電池充電器。當(dāng)然，這是一個(gè)問(wèn)題。如果鋰電池安裝不當(dāng)或存在任何質(zhì)量問(wèn)題，控制器可能會(huì)被燒毀，這是不建議安裝的原因之一；

此外，要用鋰電池代替鉛酸電池，還應(yīng)考慮電池艙的大小。通常，鉛酸電池隔室相對(duì)較大，而鋰電池的體積相對(duì)較小。如果你想更換鉛酸蓄電池，你必須考慮這個(gè)因素。如果安裝后間隙過(guò)大，容易導(dǎo)致內(nèi)部的小電池晃動(dòng)，降低使用壽命；

與鉛酸蓄電池相比，鉛酸蓄電池的穩(wěn)定性較差。如果遇水或操作不當(dāng)，很容易發(fā)生爆炸。因此，這是我不建議用鋰酸電池替換鉛酸電池的一個(gè)重要原因。此外，需要注意的是，鋰電池具有多芯片結(jié)構(gòu)，只要一個(gè)芯片出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)影響整體質(zhì)量。

 

第6章：鋰電池取代鉛酸的原因

我已經(jīng)為您制作了一張表格，以便對(duì)鉛酸電池和鋰電池進(jìn)行清晰的比較。

 

比較項(xiàng)目	鉛酸蓄電池	鋰電池
標(biāo)稱電壓（伏）	2	3.2-3.7
比能(瓦時(shí)/千克）	30-40	100-120
循壞次數(shù)	600次	2000次
環(huán)境保護(hù)方面	污染	環(huán)保
費(fèi)用	低	高一點(diǎn)
優(yōu)勢(shì)	成本低，回收率高	高比能量、高電壓平臺(tái)和高輸出功率、更好的循環(huán)、快速充電和放電、環(huán)保
缺點(diǎn)	能量比低，不適合快速充電和大電流放電，使用壽命短，容易污染環(huán)境	成本高，不能接受過(guò)度充電和過(guò)度放電

 

此外，在放置電池的空間相同的情況下，可以放置容量更大的鋰電池，這樣可以使用更長(zhǎng)的時(shí)間。

更重要的是，原來(lái)的鉛酸電池可以直接被鉛酸電池殼中的鋰電池取代。因?yàn)殂U酸外殼系列的樣式與鉛酸電池相同，可以完全更換。鉛酸蓄電池的密封膠也用于密封。保護(hù)等級(jí)與鉛酸蓄電池相同。封桿膠有紅、藍(lán)、黑環(huán)氧樹(shù)脂指桿膠。蓋子用特殊的環(huán)氧板指狀密封劑密封，保護(hù)等級(jí)與鉛酸蓄電池相同。電池的表面可以絲網(wǎng)印刷并標(biāo)記為與鉛酸電池相同。

 

第7章：磷酸鋰電池VS鉛酸電池

LiFePO4是鋰離子電池最安全的正極材料。磷酸鋰電池由于其安全性和穩(wěn)定性，已成為鋰離子電池的重要發(fā)展方向。

因此，以磷酸鋰電池為例，與鉛酸電池進(jìn)行比較：

體積和重量。

在相同容量下，鋰電池的體積是鉛酸電池的2/3，重量?jī)H為鉛酸電池的1/3~1/4。

循環(huán)壽命。

磷酸鋰電池的循環(huán)壽命為1200-2000次，而傳統(tǒng)鉛酸電池的循環(huán)周期僅為500-900次。

充放電特性

鋰電池組的充放電能量轉(zhuǎn)換效率超過(guò)97%，鉛酸電池的充放電能源轉(zhuǎn)換效率約為80%。對(duì)于相同的完全充電的磷酸鋰離子電池，在相同的溫度和不同的放電電流率下，放電輸出特性非常穩(wěn)定。

安全與環(huán)境保護(hù)

鉛酸蓄電池：含有鉛、銻等重金屬，經(jīng)常對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，在使用和維護(hù)中容易泄漏，內(nèi)部硫酸溢出，造成設(shè)備腐蝕和人員傷害事故。

磷酸鋰離子電池：LiFePO4材料不含任何重金屬和稀有金屬，無(wú)毒，生產(chǎn)和使用中無(wú)污染，符合歐洲ROHS法規(guī)，是一種綠色環(huán)保鋰電池。在穿刺、擠壓、過(guò)度充電和短路的實(shí)驗(yàn)中，沒(méi)有發(fā)生爆炸或火災(zāi)。

 

具體表現(xiàn)

鉛酸蓄電池：

*具有記憶效應(yīng)，不可隨時(shí)充放電；

*有嚴(yán)重的自放電現(xiàn)象，電池一段時(shí)間后容易報(bào)廢；

*在低溫下，由于電解液結(jié)冰，電池?zé)o法使用，冬季也無(wú)法使用；

*性能大大降低；

*放電速率小，不能長(zhǎng)時(shí)間用大電流充放電。

磷酸鐵鋰電池：

*沒(méi)有記憶效應(yīng)，電池可以隨時(shí)充電和放電。

*電池的自放電較低，月自放電小于1%。電池可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存。

*可在-20℃-55℃下正常使用。在-20℃時(shí)，可放電至額定容量的90%以上，

*它具有強(qiáng)大的功率，可以快速充電和放電。它可以在20分鐘內(nèi)充電80%以上，15分鐘內(nèi)放電。

高溫性能

磷酸鋰離子電池的熱峰值可達(dá)到350℃–500℃，因此具有較寬的工作溫度范圍。而鉛酸蓄電池的溫度僅為200℃左右。

通過(guò)以上對(duì)比，我們可以相信，未來(lái)鋰電池將逐步取代鉛酸電池。

 

第8章：用鋰電池替換鉛酸的步驟

通常，用鉛酸替換鋰電池有兩個(gè)步驟。

關(guān)于參數(shù)。

用鋰電池代替鉛酸電池，最重要的是鋰電池的參數(shù)應(yīng)與設(shè)備的參數(shù)相匹配。這里的匹配不僅是電流和電壓的匹配，還包括設(shè)備的環(huán)境溫度、工作時(shí)間和充電模式的匹配

關(guān)于充電器。

要用鋰電池替換鉛酸電池，需要同時(shí)更換充電器。因?yàn)殂U酸電池的充電曲線與鋰電池完全不同，鋰電池一般都有保護(hù)板，以確保鋰電池在正常范圍內(nèi)工作。充電器的參數(shù)要求高于鉛酸蓄電池。如果之前直接使用充電器，可能會(huì)導(dǎo)致充電不足或電壓過(guò)高，這可能會(huì)導(dǎo)致鋰電池保護(hù)板在未充電等情況下啟動(dòng)。

要解決以上兩點(diǎn)，基本上用鋰電池代替鉛酸電池。另一點(diǎn)是鋰電池的體積和重量約為鉛酸電池的1/2。因此，如果您對(duì)設(shè)備的規(guī)格和容量不滿意，可以同時(shí)升級(jí)。在相同的位置，鋰電池的規(guī)格和容量可以是鉛酸電池的兩倍左右。