如何选择合适的电池

选择电池时，应考虑以下特性：

• 电池容量单位：毫安时（mAh）（计算方法见下文）
• 电压由用于电极的材料决定，并且对于锂电池可以在3.2到4V的范围内，对于其他电池可以在1.2到2V的范围内
• 工作温度
• 电池的尺寸和形状
• 使用类型
• 价格

所有电池都有两个共同特点：

• 电压，以伏特（V）表示：可充电电池通常为12V。对于电压为12V、24V或48V的较大电池，使用单独的2V电池，旨在串联组装，其寿命约为10年。
• 电池容量， 单位是安培小时（Ah）：要增加容量，必须并联几个电池。

将电压乘以容量，就得到以千瓦时（kWh）为单位的存储电量。 例如： 理论上，12V-100Ah电池的容量为12×100=1200Wh=1.2kWh。

根据这些特点，需要选择电池技术或电池类型以及化学成分：铅酸电池、镍电池或锂电池。 没有一种电池技术比其他技术更好。 每种类型的电池都有自己的优缺点，需要使用电池的应用的操作人员可自行选择最符合其要求的电池。

电池有预定的使用寿命和循环次数，具体取决于气候（环境温度）和使用类型（放电深度）。 为了延长其使用寿命并优化其操作，最好遵循储存和使用建议。

为了计算所需电池的容量，需要计算出一天的预期消耗量，然后用这个总和（单位：瓦特/天）除以直流电压（单位：伏特）。 不建议让某些蓄电池，尤其是铅酸蓄电池放电至50%以下。 要获得所需的最小功率，请将此结果（安培/天）除以0.5。 与使用12V电压相比，使用24V电压可以将所需功率减半，如果使用48V电压，甚至可以将所需功率除以4。

锂电池是一种以锂为化学元素的电化学蓄电池。 任何含锂的材料都可以作为锂离子电池的基础。 因此，很难笼统地谈论这种类型的电池，因为大容量市场（即相机、手机等）和高能市场（即混合动力或电动汽车、航空等）在寿命、成本或功率方面没有相同的需求。

锂电池有不同的类型：

• 锂离子（Li-ion）：非常稳定的电池，能量密度非常高（市场上最高）。
• 锂聚合物（Li-Po）：这种锂离子技术使用聚合物电解质代替液态电解质。 这种电解质由具有高导电性的半固体聚合物构成。 是一种很有前途的干电池技术。
• 磷酸铁锂（LiFePO4）：这种电池的能量密度低于其他技术，但具有出色的使用寿命和安全性。 这些电池是应急电源（UPS）的理想选择。

优点：

• 能量密度高，可减轻电池的重量和体积
• 维护成本低
• 可充电
• 使用寿命长
• 自放电率极低
• 多种形状
• 记忆效果有限

缺点：

• 比其他类型的技术更昂贵
• 需要保护电路，因为很危险
• 严格的运输规定
• 即使不使用也会磨损

循环次数：100%放电时可提供约1300次循环使用。

应用（所有类型的锂电池）：

• 可储存太阳能和风能
• 可储存电能
• 自主应用（公共场所照明、停车计时器、监控摄像头、雷达测速标志、交通信号灯等）
• 移动性（电动自行车、电动汽车 [utility ou industrial]机器人、航空、无人机、船只等）
• 便携式能源（电池、转换器、电源包）

铅电池有两种类型：

• 用硫酸电解液加水稀释后开启的铅酸蓄电池。 这种电池的特点是性能可靠，使用的技术自19世纪以来就广为人知，并得到了很好的掌握。 这类电池的缺点是会受到温度变化的影响。 还需要定期维护（用蒸馏水加注），因为它们的电解质会随着时间的推移而蒸发。
• 使用凝胶电解液封闭的铅酸蓄电池。 其优点是无需维护，易于操作（无泄漏），稳定性完全由制造商控制。 在放电率为80%的情况下，通常可提供约400次循环。

优点：

• 可靠性
• 使用寿命长
• 无记忆效应
• 价格较低
• 自放电率低，每月5%至10%

缺点：

• 太重
• 自主性低
• 对寒冷敏感
• 需要定期维护（仅 开路电池）
• 能量密度低

应用：

• 工业
• 铁路和汽车（包括卡车）、飞机、卫星等设备

镍金属混合电池，称为镍氢蓄电池， 几乎完全取代了镉镍蓄电池因为它们对环境的危害较小。 镍镉电池中镉的存在给电池报废后的回收带来了问题。 镍氢电池的能量密度高，可以完全放电而不影响使用寿命。

其缺点是容量小，因此更适合电池寿命很少超过几小时的便携式设备。 在放电80%的情况下，一般可提供500到700次循环。

镍镉电池的优点：

• 使用寿命非常长，可达20年
• 可承受极端温度（-20°C至+40°C）。
• 低内阻：高能量密度，结合快速充电能力。
• 比铅电池轻

镍镉电池的缺点：

• 更加昂贵
• 污染物：镍和镉都有毒 电池处理/回收过程成本高昂
• 记忆效应，充电前必须将电池完全放电
• 自主性平均

镍氢电池的优点：

• 与镍镉类似
• 减少记忆效应
• 更好的自主性

镍氢电池的缺点 ：

• 更加昂贵
• 会自放电

最常见的碱性电池是二氧化锰锌电池（Zn-MnO2）和二氧化锰锂电池（Li-MnO2）。 碱性电池主要用于家用。 主要形状有圆柱形（LR3、LR6、LR14、LR20）和纽扣电池。 由于体积小、重量轻，碱性电池被广泛应用于遥控器、手电筒、钟表、玩具等低功率便携式设备中。

优点：

• 价格较低
• 合理的能量密度
• 可用性高

缺点：

• 碱性电池通常不可充电