鉛酸電池由法國科學家普蘭特發(fā)明，經(jīng)過近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)品類型和品種、電氣性能等方面取得了長足的進步。無論是在交通、通信、電力、軍事還是在航海和航空等各個經(jīng)濟領(lǐng)域，鉛酸電池都發(fā)揮了不可或缺的作用。（許多應用使用鉛酸蓄電池）

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，負極的主要成分為鉛；在充電狀態(tài)下，正負電極的主要成分是硫酸鉛。

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

 

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。

*標稱電壓–2.0V

*充電電壓–限制為2.4V

*浮動充電電壓–2.25V

*放電截止電壓–1.8V

充放電速率。

充電10小時，放電2小時，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 當電池充滿電時，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 在浮動充電階段，充電器的充電電壓保持在浮動充電電壓。

鉛酸電池通常用于三階段充電的原因是，電池在充電開始時具有很強的接受能力。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)省時間和能量。當充電到一定程度時，為了防止電壓超過極限值，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，并且還需要防止當電壓超過充電結(jié)束電壓時損壞電池板。

然而，在以這種方式充電后，由于電池板上材料的不均勻性，一些材料仍然無法完全還原。如果這些材料長時間處于硫化狀態(tài)，它們可能會變成永久性的硫酸鉛，無法再還原，那么電池的容量就會受損并逐漸降低。因此，應在充電結(jié)束時進行涓流充電，然后盡可能減少隱藏在內(nèi)部深層中的一小部分硫化物，從而使一個電池中的極板的充電程度內(nèi)外均勻，并且多個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，設計壽命為5至8年，特殊鉛酸蓄電池的使用壽命可達10年。

 

第2章：鋰電池的特點

與鉛酸電池相比，鋰電池具有以下特點。

高工作電壓和高能量密度。

高工作電壓意味著要達到相同的組裝電壓，鋰電池只需要更少的電池。這一特點大大降低了生產(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)壽命和無記憶效應。

這一優(yōu)勢使鋰離子電池有更長的時間供客戶使用，從而使您在預算內(nèi)擁有一款經(jīng)濟高效的電池產(chǎn)品。

自放電率低。

在室溫下，鋰電池的自放電率可以低于12%。因為在第一次充放電過程中，碳陽極表面上存在固體電解質(zhì)界面（SEI），SEI可以允許離子通過，但不能允許電子通過，這可以防止自放電過程。

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。

一般來說，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)問題，將導致內(nèi)部產(chǎn)生的氣體達到高壓，這與正常狀態(tài)不同，閥門將打開以確保安全。

低維護。

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

 

第3章：鉛酸蓄電池的應用

鉛酸電池在許多應用中得到了廣泛的應用。

在電力存儲應用中，太陽能系統(tǒng)、便攜式電源、通信基站、備用電源UPS、應急燈、礦燈、火災報警、電梯備用電源等通常使用鉛酸電池。

在電力應用中，鉛酸電池用于電動輪椅、清潔機器人、電動汽車、割草機、汽車和摩托車。

 

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，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，組裝時有許多鋰電池串聯(lián)。如果在運輸和使用時不特別注意，焊點可能會斷裂或虛焊。這是鋰電池連接中的常見問題

（3） 鋰電池的缺點。

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

 

第5章：更換要求

在為鋰電池更換鉛酸時，以下是一些需要注意的細節(jié)。

首先，在電動汽車的應用中，常用鉛酸蓄電池，對電動汽車的檢測非常嚴格。企業(yè)需要具備3C認證（中國強制認證）和電動摩托車資質(zhì)，否則電動汽車可能面臨無法上路的風險。

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。當然，這是一個問題。如果鋰電池安裝不當或存在任何質(zhì)量問題，控制器可能會被燒毀，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，還應考慮電池艙的大小。通常，鉛酸電池隔室相對較大，而鋰電池的體積相對較小。如果你想更換鉛酸蓄電池，你必須考慮這個因素。如果安裝后間隙過大，容易導致內(nèi)部的小電池晃動，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，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)，只要一個芯片出現(xiàn)問題，就會影響整體質(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，以便對鉛酸電池和鋰電池進行清晰的比較。

 

比較項目	鉛酸蓄電池	鋰電池
標稱電壓（伏）	2	3.2-3.7
比能(瓦時/千克）	30-40	100-120
循壞次數(shù)	600次	2000次
環(huán)境保護方面	污染	環(huán)保
費用	低	高一點
優(yōu)勢	成本低，回收率高	高比能量、高電壓平臺和高輸出功率、更好的循環(huán)、快速充電和放電、環(huán)保
缺點	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，不能接受過度充電和過度放電

 

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，這樣可以使用更長的時間。

更重要的是，原來的鉛酸電池可以直接被鉛酸電池殼中的鋰電池取代。因為鉛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。保護等級與鉛酸蓄電池相同。封桿膠有紅、藍、黑環(huán)氧樹脂指桿膠。蓋子用特殊的環(huán)氧板指狀密封劑密封，保護等級與鉛酸蓄電池相同。電池的表面可以絲網(wǎng)印刷并標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，重量僅為鉛酸電池的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97%，鉛酸電池的充放電能源轉(zhuǎn)換效率約為80%。對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

鉛酸蓄電池：含有鉛、銻等重金屬，經(jīng)常對環(huán)境造成嚴重污染，在使用和維護中容易泄漏，內(nèi)部硫酸溢出，造成設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，無毒，生產(chǎn)和使用中無污染，符合歐洲ROHS法規(guī)，是一種綠色環(huán)保鋰電池。在穿刺、擠壓、過度充電和短路的實驗中，沒有發(fā)生爆炸或火災。

 

具體表現(xiàn)

鉛酸蓄電池：

*具有記憶效應，不可隨時充放電；

*有嚴重的自放電現(xiàn)象，電池一段時間后容易報廢；

*在低溫下，由于電解液結(jié)冰，電池無法使用，冬季也無法使用；

*性能大大降低；

*放電速率小，不能長時間用大電流充放電。

磷酸鐵鋰電池：

*沒有記憶效應，電池可以隨時充電和放電。

*電池的自放電較低，月自放電小于1%。電池可以長期儲存。

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

*它具有強大的功率，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。

通過以上對比，我們可以相信，未來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)應與設備的參數(shù)相匹配。這里的匹配不僅是電流和電壓的匹配，還包括設備的環(huán)境溫度、工作時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，需要同時更換充電器。因為鉛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，可能會導致充電不足或電壓過高，這可能會導致鋰電池保護板在未充電等情況下啟動。

要解決以上兩點，基本上用鋰電池代替鉛酸電池。另一點是鋰電池的體積和重量約為鉛酸電池的1/2。因此，如果您對設備的規(guī)格和容量不滿意，可以同時升級。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。