缺点很多的铅酸电池仍然有巨大的市场，锂电池能完全替代它?管式胶体电池

　　缺点很多的铅酸电池仍然有巨大的市场，锂电池能完全替代它?

　　铅酸电池是世界上最早发明的第一种可充电电池。尽管来自各种新技术的激烈竞争，但截至2018年，铅酸电池仍占全球电池总销售额的48%(高达375亿美元)。虽然SES Power是以锂电池应用为主要方向，但是我们很多采用磷酸铁锂电池的产品通常是用于替代铅酸电池，所以我们仍然关注着铅酸电池的发展。

　　车辆应用约占当前铅酸应用的75%(按储能容量)。当然，铅酸电池也应用于固定储能应用，但主要用于用户侧储能系统。它约占2017年全球部署的电化学储能总容量的4.5%。在美国，只有1%的铅酸电池用于部署电池储能系统(其中大部分是在2003年至2018年间部署的)。而在2018年，铅酸电池占中国电池储能系统总装机容量的27% 但这一份额在2019年降至14%，因为锂离子电池成本快速下降导致铅酸电池的市场份额被抢夺。

　　铅酸电池是一项高度成熟的电池技术，其优缺点众所周知。正极和负极都是铅基的，硫酸电解液(pH<2)为电池反应提供硫酸根离子。在放电状态下，两个电极都含有硫酸铅(PbSO4)，而在充电状态下，正极被氧化为氧化铅(PbO2)，负极被还原为金属铅(Pb)。铅酸电池的比能量较低(30～40Wh/kg)，而锂离子电池的比能量较高(150～200Wh/kg)，但该指标对固定式电池不太重要。其充放电往返率相当高，为79%～86%。铅酸电池成本低于锂离子电池，并且制造更简单。一个持续时间为4小时的铅酸电池的安装成本估计为260～290美元/kWh，非常接近锂离子电池的安装成本(275-290美元/kWh)。

　　铅酸电池和钠硫电池都在很大程度上被锂离子电池取代。铅酸电池的安装成本与锂离子电池相似，但循环寿命和日历寿命比锂离子电池要短。但是在回收方面，铅酸电池确实比锂电池更加成熟和完善。铅酸电池拥有成熟的供应链和更高的回收率(在美国和欧洲>99%)。由于它们使用水性电解质，因此它们可以说比锂离子电池更安全。

　　在大多数地区，铅酸电池目前被锂离子电池所超越的主要原因是循环寿命短。铅酸电池在运行期间会导致电极材料的不断流失，再加上水电解、酸分层和电极上不透水的硫酸盐堆积等副反应，最终导致铅酸电池的循环寿命缩短。

　　经过一个多世纪的发展，其中一些问题已通过改进电极配方、电池设计和制造方法得到解决。尽管如此，当以80%的放电深度进行充放电循环时，铅酸电池的充放电循环寿命将会缩短，理论上约为500～1,000次循环，而锂离子电池循环到相同的放电深度则为1,000～3,000次循环，更加不用说循环寿命可以达到4000周的磷酸铁锂电池。

　　全球权威咨询机构Frost & Sullivan分析认为，2020年，锂离子电池占全球数据中心电池市场的15%，但随着锂离子电池在数据中心应用的不断增加，预计到2025年，这一比例将显著上升至38.5%。

　　锂电池在数据中心的使用情况(来源：Frost & Sullivan)

　　包括工业、电网和储能、汽车和消费电子产品等数据中心细分行业将越来越多地使用锂离子电池。预计储能应用在总市场中的总体贡献从2020年的13%提高到2025年的15%。

　　各行业使用现状及趋势(来源：Frost & Sullivan)

　　在电网级别的储能应用中，锂离子电池每个周期提供更高的能量输出，同时，随着技术的进步，锂离子电池的循环寿命将会继续增加。此外，预计未来几年两者之间的安装成本差距将缩小，这主要是因为锂离子电池成本继续下降，而铅酸电池的成本停滞不前。

　　发展中国家可能会为这一趋势提供一个例外——在这些情况下，铅酸电池的成本可能比锂离子电池低两倍，预计铅酸电池将在固定储能行业继续发挥主要作用，至少持续到2030年。

　　当然，这并非是没有解决方法的，SES Power认为纯电动汽车上淘汰下来的磷酸铁锂电池还能使用很久，可以满足储能系统的需要，所以很多纯电动汽车淘汰下来的电池经过改造直接变成了储能系统，这可以极大的拉低了储能系统的成本。

　　SES power利用退役的磷酸铁锂电池，成功将12V100Ah、12V200Ah、24V100Ah、36V100Ah、48V100Ah，家庭储能3KW、5KW系统，机架式储能系统等产品的价格降低至接近铅酸，但是性能却是铅酸的两倍甚至三倍。

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