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鉛酸電池 VS 鋰離子電池

鉛酸電池VS鋰電池

 

鉛酸電池(VRLA)由法國物理學家 Gaston Planté 於 1859 年發明,是第一個可充電電池。鉛酸電池雖然體積較大,能量重量比相對較低,但其較低的生產成本和為大型馬達提供大電流的能力,使其廣泛應用於各種大電流備用電源, 1990年鉛酸電池佔電池市場近90%。到2016年,鉛酸電池的使用量已下降至整個電池市場的50%。

 

 

 

 

鋰電池是一種採用鋰金屬或鋰合金作為正負極的電池,最早由Gilbert N. Lewis於1912年提出並研究。化學性質非常活潑而被使用。 1982年,伊利諾理工學院發現鋰具有嵌入石墨的特性,並利用具有嵌入石墨特性的鋰金屬製成的鋰電池製成可充電電池。 1996 年,索尼發布了第一款商用鋰離子電池,徹底改變了未來幾年消費性電子產品的發展。

 

 

近年來,由於家庭和行動電子市場的快速成長,鋰電池已廣泛應用於日常電子產品。智慧型手機每年使用超過 20 億顆鋰電池,2010-2016 年複合年增長率為 26%。由此,鋰電池的價格大幅下降,18650鋰電池的價格從2000年的2.6美元/Wh下降到0.15美元/Wh。而且,鋰電池具有體積小、重量輕的優勢,因此,鋰電池在不同場景的應用也大幅增加,例如便攜式電池充電器、電動車、便攜式電子儀器等。過去,鉛酸電池在車輛中應用最為廣泛,但隨著電動車的普及,相信未來10年鉛酸電池的使用量將會減少,而鋰電池在電動車中的使用量將會減少汽車將成為新趨勢。

 

 

下圖比較了鋰電池和鉛酸電池的尺寸和使用特性 :

 

 

方面 鋰電池 鉛酸電池
能量密度 高(100–265 瓦時/公斤) 低(30–50 Wh/kg)
循環壽命 長(2000–5000 次循環) 短(300–500 個週期)
重量 輕的 重的
充電時間 快速(1-4 小時) 慢(8-12 小時)
維護 免維護 需要定期維護(例如加水)
自放電率 低(每月 1–2%) 高(每月 3–20%)
效率 高 (90–95%) 較低 (70–80%)
成本 初始成本高 初始成本低
溫度耐受性 耐高溫能力有限 更好地耐受極冷和極熱
環境影響 更可回收,但需要妥善處理電子垃圾 不太環保,含有有毒的鉛和酸
應用 最適合高功率、輕型或手提系統 常見於汽車、UPS 和固定應用
壽命 5-15 年,取決於使用情況 3-5 年,取決於使用情況

 

 

簡單地說,鉛酸電池和鋰電池是兩種不同類型的充電電池,它們在結構、性能和應用方面都存在一些顯著的差異。

 

 

結構:

鉛酸蓄電池由一塊或多塊鉛極板和鉛酸電解液組成。它們通常更大更重。
鋰電池:鋰電池由鋰金屬或鋰離子化合物(如磷酸鐵鋰)作為正、負極,以鋰鹽溶液或固態電解質進行離子傳導。鋰電池通常更輕、更小。


能量密度:

鋰電池:鋰電池具有較高的能量密度,因此相對較小的鋰電池可以提供更多的能量。這導致鋰電池在智慧型手機和筆記型電腦等便攜式設備中廣泛使用。
鉛酸電池:鉛酸電池的能量密度較低,且其相對較大的尺寸和重量限制了其在較小設備中的使用。
充電效率:



效率:

鋰電池的充電效率較高,通常可以在較短的時間內完成充電。這使得鋰電池非常適合需要頻繁充電的應用,例如電動車。
鉛酸電池:鉛酸電池的充電效率較低,充電時間較長。


壽命:


鋰電池的使用壽命通常比鉛酸電池更長。鋰電池的自放電率較低,可以承受更多的充電和放電循環,使其更耐用。
鉛酸電池:鉛酸電池的使用壽命較短,且充電和放電循環次數有限。
鋰電池不僅在尺寸和壽命方面具有一定的優勢,而且在比較其放電測試後發現,鋰電池仍然可以用更少的容量提供更長的充電時間。

 

 

 

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