铅酸与锂军用电池组 军用锂电池组:您需要了解的信息

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世界各地的武装部队成员每天都在以各种不同的方式使用电池。例如,士兵下装电池通常设计得坚固耐用,可为通信设备和其他类型的辅助设备提供电力。军用车辆电池同样重要,因为它们的设计必须能够在地球上一些最极端的环境中最大限度地提高隐蔽性和能量密度。

多年来,军方在采购各种用途的电池组时,根据需要主要有两种类型可供选择。一种是已广泛使用多年的铅酸电池组,另一种是 20 世纪晚期才开始使用的锂电池组。

作为一家不仅为军方而且为全球电子行业提供定制电池组的领先供应商,为自己能够开发出最高质量的锂电池来取代过时的铅酸电池而感到自豪。我们相信,在军事应用等高风险情况下,铅酸电池组与锂电池组之间的选择根本不值得考虑–锂电池组是唯一的选择,其原因多种多样,值得深入探讨。

铅酸电池组与锂电池组: 技术

在确定哪种类型的军用电池组真正更好、更可靠之前,首先要更好地了解其独特的技术。

铅酸电池的历史比人们想象的要久远得多,它最早是由一位名叫加斯东-普朗特的法国物理学家于 1859 年发明的。它是现存最古老的可充电电池类型,也是第一种以商业用途为目的而设计的同类电池。由于其普遍的可靠性和适中的每瓦成本基础,它仍然广泛应用于汽车、船舶应用、不间断电源和许多其他不同的工作。

顾名思义,铅酸电池的电网结构是由一种非常特殊的铅基合金制成的。由于纯铅实际上太软,在充电和放电过程中无法正常支撑自身,因此通常会使用少量其他金属来帮助改善和增强电性能。

一旦电池本身放电并开始充电循环,电池中的硫酸铅就会开始重新转化为铅和硫酸。此外,在充电过程中,电流会流经电解液/H20 混合液中的水部分,从而将其转化为最初的氢和氧形式。能量就是这样产生的,然后储存在电池中,直到耗尽。

锂电池在许多方面都很相似,但在用于产生、储存、放电和充电的实际材料方面却有很大不同。在锂电池中,锂材料被储存在称为阳极和阴极的两个部件中。电解质将带正电的锂离子从前者带到后者,反之亦然。随着锂的不断移动,它会在正极集流器中产生电荷。然后,这些电荷直接流入正在供电的设备,从而耗尽锂储备。在充电过程中,锂离子从阴极流向阳极,这一过程基本上是逆转的。

锂电池组的主要优点

虽然铅酸电池组和锂电池组都有各自的优势,但对于大多数应用(尤其是军用电池组)而言,只有锂电池组才能在各种不同环境下提供所需的功率、便携性和效率。

锂电池组之所以更好用,最重要的原因之一归根结底是重量–在大多数应用中,锂电池组的重量约为传统铅酸电池的三分之一。由于军事人员需要花费大量时间旅行(事实上,他们经常需要徒步旅行,用手搬运设备),因此这种出色的便携性非常重要。

不过,锂电池组之所以更适合军事应用,最重要的原因也许可以用一个词来概括:效率。在绝大多数情况下,锂电池组在充电和再充电过程中的效率几乎都是 100%。这意味着任何时候都不会 “浪费能量”,所有电流都直接从电池流向正在充电的设备。

而铅酸电池在这方面则有许多限制。通常在充电过程中会损失 15 安培或更多,快速放电往往会导致电压下降和电池总容量的整体降低。事实上,锂电池可以放电到 100%,而大多数铅酸电池的放电量不应超过 50%,以免用户人为地限制电池的总寿命。

锂电池不仅在发电方式上非常可靠,而且在向任何连接的设备或装置分配电力方面也非常可靠。锂电池在整个放电过程中都能保持稳定的电压水平,而铅酸电池在放电过程中电压往往会持续下降。这意味着,即使在极端情况下,如军人经常遇到的情况,他们也能从锂电池组中获得更多电量和更高效的体验。

同样,军用锂电池组的另一个优势在于其超长的循环寿命。循环 “一词主要是指电池放电后再充电一次的过程。铅酸电池由于所使用材料的限制以及铅酸材料的放电水平较高,只能循环使用 400 到 500 次,其总容量就会大大降低。而锂电池通常可以循环使用 5000 次或更多次。

锂电池还在一个特别的领域表现出色,但很多人都没有给予足够的重视:智能化。想想使用传统电池组的一些主要限制。首先,由于电池本身的设计,用户往往不知道到底还有多少电量。其次,电池本身不一定能满足所连接设备的电力需求,这通常很难说清楚。最后,如果充电设备不是根据电池的具体尺寸和化学性质定制的,就很容易 “过度充电”,从而再次减少电池的循环次数,人为地限制电池的使用寿命。

得益于锂电池的智能化,所有这些问题都已正式成为过去。从本质上讲,这意味着电池组、用户和设备(供电设备或用于为电池充电的设备)之间始终存在某种程度的通信。用户不仅可以更直观地了解电池本身的当前容量、电压和其他电量特性(例如,这样他们就能随时知道电池何时即将耗尽),还能以不损坏任何连接设备的方式调节电量。同样,由于电池管理系统的存在,电池本身也不会 “过度充电”–因此,用户再也不必担心电池损坏或过早耗尽其整个生命周期。

所有这些都直接导致了锂电池组与铅酸电池组相比的最后一个主要优势:成本。诚然,军用锂电池组的初始成本通常较高(这在很大程度上是因为铅酸电池背后的技术已有 150 多年的历史),但如果将上述所有重要优势加在一起,总拥有成本就会大大降低。仅从延长使用寿命的角度来看,这一点就非常正确,更不用说在考虑到效率、智能化和其他主要优点时,这一点会变得多么正确了。

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