铅酸蓄电池与锂离子电池、镍氢电池的性能技术优劣对比分析

铅酸蓄电池自1859年由Plante发明以来，有150多年的使用历史，技术十分成熟，安全性能好，应用范围很广，但体积比、能量/重量比更高的镍氢电池、锂离子电池等新型二次电池的出现，对铅酸蓄电池的霸主地位产生了一定威胁，市场普遍担心随着新型二次电池技术成熟，成本不断降低，将对铅酸蓄电池产生强烈的替代效应。预计汽车起动领域短期不会被替代，备用及储能电池仅在中小容量市场存在替代可能，动力电池领域是最可能被锂离子电池替代的，其替代进程取决于锂离子电池成本的下降速度。

    比较铅酸蓄电池、锂离子电池、镍氢、镍镉电池的性能特点，可以看到铅酸蓄电池具有容量高、工作温度范围宽、大电流放电性能好、自放电率低、安全性能好、技术成熟、成本低廉、可循环使用的优点，但体积比、重量比能量偏低，单体电压较低。而市场前景最被看好的锂离子电池虽然体积比、重量比能量高、单体电压高，但存在电池容量不大、大电流放电性能弱、技术不够成熟、安全问题突出、成本高、无法循环利用等问题。

表1：三种主流二次电池性能特点比较

   二次电池的不同性能特点决定了各自的适用领域，铅酸电池适用于起动电池、后备电源、储能电源及低速电动车，而锂离子电池、镍氢电池因其轻便特点更适于用作便携式设备电池、高速电动车电动电池。

   起动电池领域，铅酸电池的地位最为牢固，难以被锂离子电池等其他电池替代：起动用电池对起动倍率和冷启动能力要求高，汽车起动电池的起动倍率一般不低于5-6倍，摩托车则不低于8-10倍，铅蓄电池内阻小，瞬间大电流放电性能好，而锂离子电池、镍氢电池的内阻大，难以满足起动倍率要求。另外电池内阻受温度影响，温度下降会加大内阻降低电池的大电流放电能力，铅蓄电池正常工作温度范围-40℃-60℃，优于锂离子电池和镍氢电池。再考虑到铅酸蓄电池成本低廉，因此全球起动用电池基本都是铅酸蓄电池，未来除非电池材料方面有新的突破，降低锂离子电池或镍氢电池内阻，否则起动用铅酸蓄电池难以被其他类型电池替代。

   后备电源、储能电池领域，铅酸电池占优，锂电池仅能进入中小容量市场：后备电源、储能电池对电池容量、安全性以及对环境适应性要求高，铅酸电池容量3Ah-3000Ah，技术成熟，性能稳定，安全性高，更为适合，而锂电池单体容量较小，多个串联存在一致性问题，因此目前通信、电力等领域的用后备电源以铅酸蓄电池为主，但锂电池开始在中小容量市场中试用。在储能领域，电池储能并不是最重要的储能技术，2010 年全球电池储能仅451MW，占比0.36%，其中钠硫电池储能350MW。受限于电池容量，铅酸蓄电池、锂离子电池主要用于新能源储能，比较而言，铅蓄电池在容量、安全性以及对环境适应性更强，成本最低，已实现商业化应用，而锂电池更多是示范项目。

   动力电池领域，铅酸电池占据90%市场，但锂电池替代威胁相对较大：铅酸蓄电池比能量低、寿命较短的缺点使其面临锂电池的巨大威胁。在国内，电动自行车以中低档产品为主，铅酸电池以其高性价比优势占据了电动自行车绝大部分市；而海外电动自行车高档占比较高，高档电动自行车都采用锂离子电池。

表2：铅酸蓄电池主要应用下游比较

铅酸蓄电池与锂离子电池、镍氢电池的性能技术优劣对比分析