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铅酸电池由法国科学家普兰特发明，经过近150年的发展，是最早的可充电电池。在理论研究方面，铅酸电池在产品类型和品种、电气性能等方面取得了长足的进步。无论是在交通、通信、电力、军事还是在航海和航空等各个经济领域，铅酸电池都发挥了不可或缺的作用。（许多应用使用铅酸蓄电池）

铅酸电池又称VRLA，密封式阀控铅酸蓄电池,是一种电极主要由铅制成，其氧化物和电解质为硫酸溶液的电池。在放电状态下，正极的主要成分是二氧化铅，负极的主要成分为铅；在充电状态下，正负电极的主要成分是硫酸铅。

然而，由于铅酸电池的许多缺点，许多客户希望选择锂电池来代替铅酸电池。在本页中，您将了解为什么越来越多的人选择锂电池来代替铅酸电池。

 

第1章：铅酸蓄电池的特性

铅酸蓄电池的基本特性如下：

工作电压。

*标称电压–2.0V

*充电电压–限制为2.4V

*浮动充电电压–2.25V

*放电截止电压–1.8V

充放电速率。

充电10小时，放电2小时，即充电0.1C，放电0.5c。

充电模式。

铅酸蓄电池的充电方式一般为三阶段：恒流、恒压和浮充。

充电过程如下：

① 在恒流充电阶段，充电器的充电电流保持恒定，充电功率快速增加，电池电压升高；

② 在恒压充电阶段，充电器的充电电压保持恒定，充电量继续增加，电池电压缓慢上升，充电电流降低；

③ 当电池充满电时，充电电流低于浮充转换电流，充电器的充电电压低于浮充电压；

④ 在浮动充电阶段，充电器的充电电压保持在浮动充电电压。

铅酸电池通常用于三阶段充电的原因是，电池在充电开始时具有很强的接受能力。我们可以使用此功能先用大电流充电，因此电池可以快速获得足够的电量，以节省时间和能量。当充电到一定程度时，为了防止电压超过极限值，需要将其转到并限制为恒定电压值，以限制电压继续升高，并且还需要防止当电压超过充电结束电压时损坏电池板。

然而，在以这种方式充电后，由于电池板上材料的不均匀性，一些材料仍然无法完全还原。如果这些材料长时间处于硫化状态，它们可能会变成永久性的硫酸铅，无法再还原，那么电池的容量就会受损并逐渐降低。因此，应在充电结束时进行涓流充电，然后尽可能减少隐藏在内部深层中的一小部分硫化物，从而使一个电池中的极板的充电程度内外均匀，并且多个电池的极板也尽可能均匀。

工作温度。

在不同的状态下，铅酸蓄电池具有不同的工作温度：

① 充电温度最好在0～40℃；

② 放电温度最好在-15～50℃；

③ 最佳工作温度为25℃。

使用寿命。

一般铅酸蓄电池的寿命为2年，设计寿命为5至8年，特殊铅酸蓄电池的使用寿命可达10年。

 

第2章：锂电池的特点

与铅酸电池相比，锂电池具有以下特点。

高工作电压和高能量密度。

高工作电压意味着要达到相同的组装电压，锂电池只需要更少的电池。这一特点大大降低了生产电池的成本。

能量密度与电池体积密切相关。由于能量密度高，电池的体积相对较小，因此客户也倾向于选择较小的电池。

出色的循环寿命和无记忆效应。

这一优势使锂离子电池有更长的时间供客户使用，从而使您在预算内拥有一款经济高效的电池产品。

自放电率低。

在室温下，锂电池的自放电率可以低于12%。因为在第一次充放电过程中，碳阳极表面上存在固体电解质界面（SEI），SEI可以允许离子通过，但不能允许电子通过，这可以防止自放电过程。

高充放电率和输出功率，这意味着它适用于大电流放电。

工作温度范围宽。

一般来说，其工作温度为-25~+45℃，如果阴极材料和电解质的热稳定性得到改善，工作温度范围将扩大到-40~+70℃。

安全性能良好。

锂离子电池已被纳入许多安全措施，以保持良好的安全性能，例如在电池上安装排气阀。如果电池出现问题，将导致内部产生的气体达到高压，这与正常状态不同，阀门将打开以确保安全。

低维护。

由于锂离子电池没有记忆效应，它不需要定期放电，这可以节省维护成本。

 

第3章：铅酸蓄电池的应用

铅酸电池在许多应用中得到了广泛的应用。

在电力存储应用中，太阳能系统、便携式电源、通信基站、备用电源UPS、应急灯、矿灯、火灾报警、电梯备用电源等通常使用铅酸电池。

在电力应用中，铅酸电池用于电动轮椅、清洁机器人、电动汽车、割草机、汽车和摩托车。

 

第4章：锂电池替代铅酸的限制

尽管用铅酸代替锂电池有很多优点，但仍有一些限制人们使用锂电池的因素。

（1） 成本。

锂电池的生产成本很高，价格大约是铅酸电池的三倍。此外，锂电池的回收难度更大，回收率也不高。

（2） 安全。

由于锂电池体积小，组装时有许多锂电池串联。如果在运输和使用时不特别注意，焊点可能会断裂或虚焊。这是锂电池连接中的常见问题

（3） 锂电池的缺点。

锂电池本身的高电流放电特性是短板。如果汽车需要在拥堵的道路上频繁启动，可以想象电池寿命会大大缩短。

 

第5章：更换要求

在为锂电池更换铅酸时，以下是一些需要注意的细节。

首先，在电动汽车的应用中，常用铅酸蓄电池，对电动汽车的检测非常严格。企业需要具备3C认证（中国强制认证）和电动摩托车资质，否则电动汽车可能面临无法上路的风险。

然后，如果用锂电池代替铅酸电池，其电压必须保持与原始铅酸电池相同。此外，充电器必须更换为专用锂电池充电器。当然，这是一个问题。如果锂电池安装不当或存在任何质量问题，控制器可能会被烧毁，这是不建议安装的原因之一；

此外，要用锂电池代替铅酸电池，还应考虑电池舱的大小。通常，铅酸电池隔室相对较大，而锂电池的体积相对较小。如果你想更换铅酸蓄电池，你必须考虑这个因素。如果安装后间隙过大，容易导致内部的小电池晃动，降低使用寿命；

与铅酸蓄电池相比，铅酸蓄电池的稳定性较差。如果遇水或操作不当，很容易发生爆炸。因此，这是我不建议用锂酸电池替换铅酸电池的一个重要原因。此外，需要注意的是，锂电池具有多芯片结构，只要一个芯片出现问题，就会影响整体质量。

 

第6章：锂电池取代铅酸的原因

我已经为您制作了一张表格，以便对铅酸电池和锂电池进行清晰的比较。

 

比较项目	铅酸蓄电池	锂电池
标称电压（伏）	2	3.2-3.7
比能(瓦时/千克）	30-40	100-120
循坏次数	600次	2000次
环境保护方面	污染	环保
费用	低	高一点
优势	成本低，回收率高	高比能量、高电压平台和高输出功率、更好的循环、快速充电和放电、环保
缺点	能量比低，不适合快速充电和大电流放电，使用寿命短，容易污染环境	成本高，不能接受过度充电和过度放电

 

此外，在放置电池的空间相同的情况下，可以放置容量更大的锂电池，这样可以使用更长的时间。

更重要的是，原来的铅酸电池可以直接被铅酸电池壳中的锂电池取代。因为铅酸外壳系列的样式与铅酸电池相同，可以完全更换。铅酸蓄电池的密封胶也用于密封。保护等级与铅酸蓄电池相同。封杆胶有红、蓝、黑环氧树脂指杆胶。盖子用特殊的环氧板指状密封剂密封，保护等级与铅酸蓄电池相同。电池的表面可以丝网印刷并标记为与铅酸电池相同。

 

第7章：磷酸锂电池VS铅酸电池

LiFePO4是锂离子电池最安全的正极材料。磷酸锂电池由于其安全性和稳定性，已成为锂离子电池的重要发展方向。

因此，以磷酸锂电池为例，与铅酸电池进行比较：

体积和重量。

在相同容量下，锂电池的体积是铅酸电池的2/3，重量仅为铅酸电池的1/3~1/4。

循环寿命。

磷酸锂电池的循环寿命为1200-2000次，而传统铅酸电池的循环周期仅为500-900次。

充放电特性

锂电池组的充放电能量转换效率超过97%，铅酸电池的充放电能源转换效率约为80%。对于相同的完全充电的磷酸锂离子电池，在相同的温度和不同的放电电流率下，放电输出特性非常稳定。

安全与环境保护

铅酸蓄电池：含有铅、锑等重金属，经常对环境造成严重污染，在使用和维护中容易泄漏，内部硫酸溢出，造成设备腐蚀和人员伤害事故。

磷酸锂离子电池：LiFePO4材料不含任何重金属和稀有金属，无毒，生产和使用中无污染，符合欧洲ROHS法规，是一种绿色环保锂电池。在穿刺、挤压、过度充电和短路的实验中，没有发生爆炸或火灾。

 

具体表现

铅酸蓄电池：

*具有记忆效应，不可随时充放电；

*有严重的自放电现象，电池一段时间后容易报废；

*在低温下，由于电解液结冰，电池无法使用，冬季也无法使用；

*性能大大降低；

*放电速率小，不能长时间用大电流充放电。

磷酸铁锂电池：

*没有记忆效应，电池可以随时充电和放电。

*电池的自放电较低，月自放电小于1%。电池可以长期储存。

*可在-20℃-55℃下正常使用。在-20℃时，可放电至额定容量的90%以上，

*它具有强大的功率，可以快速充电和放电。它可以在20分钟内充电80%以上，15分钟内放电。

高温性能

磷酸锂离子电池的热峰值可达到350℃–500℃，因此具有较宽的工作温度范围。而铅酸蓄电池的温度仅为200℃左右。

通过以上对比，我们可以相信，未来锂电池将逐步取代铅酸电池。

 

第8章：用锂电池替换铅酸的步骤

通常，用铅酸替换锂电池有两个步骤。

关于参数。

用锂电池代替铅酸电池，最重要的是锂电池的参数应与设备的参数相匹配。这里的匹配不仅是电流和电压的匹配，还包括设备的环境温度、工作时间和充电模式的匹配

关于充电器。

要用锂电池替换铅酸电池，需要同时更换充电器。因为铅酸电池的充电曲线与锂电池完全不同，锂电池一般都有保护板，以确保锂电池在正常范围内工作。充电器的参数要求高于铅酸蓄电池。如果之前直接使用充电器，可能会导致充电不足或电压过高，这可能会导致锂电池保护板在未充电等情况下启动。

要解决以上两点，基本上用锂电池代替铅酸电池。另一点是锂电池的体积和重量约为铅酸电池的1/2。因此，如果您对设备的规格和容量不满意，可以同时升级。在相同的位置，锂电池的规格和容量可以是铅酸电池的两倍左右。