编者按：以下内容由位于宾夕法尼亚州雷丁市的电池制造商EnerSys独家提供给《电力进展》杂志，并经过篇幅和风格方面的编辑。这是EnerSys关于了解电动设备和车辆电池技术的三篇系列文章之一。
在过去的几十年里，人们对排放、燃料价格、维护成本和整体效率的担忧，使得电池电动（BE）工业设备稳步取代了内燃机（ICE）驱动的设备。
正如近期讨论的那样，传统的富液式铅酸蓄电池已被证明是许多工业应用（例如叉车和地面清洁设备）的可靠电源。然而，它们在功率密度和维护方面存在一些局限性。
为了弥补这些不足，近年来涌现出更先进的电池技术。其中包括薄板纯铅电池（TPPL）和锂离子电池——这两种电池在许多工业和电子商务应用中正变得越来越受欢迎。它们能够满足传统铅酸电池无法胜任的更高要求的应用。
由于无需维护，并且性能比传统的富液式铅酸电池更高，TPPL 和锂离子电池正日益成为叉车、地面清洁设备和其他公用设备的首选动力源。
成熟的TPPL技术
尽管TPPL电池在工业车辆应用领域相对较新，但这项技术自20世纪70年代以来就已成熟可靠。99%纯度的铅板可在较短的充电时间内加速能量传输。同时，更薄的极板可提供最大的表面积，从而实现更快的能量传输和增益，并提高能量存储密度。
多种TPPL电池。（图片：EnerSys）TPPL技术最初是为需要可靠电源和快速充电的关键军事应用而开发的。因此，这些电池很快被应用于物料搬运和仓储领域。
如今，TPPL电池提供多种功率容量和配置选择。与富液式铅酸电池相比，它们的能量密度略高，因此推荐用于轻型至中型应用。
TPPL电池最大的优势在于其快速充电和免维护特性。例如，TPPL电池无需加水、清洗或长时间均衡充电，因此对于希望减少用水量并省去维护人工的车队所有者来说，它们是理想之选。
此外，在较长时间不使用的情况下，通常需要每 6 个月充电一次，而不会缩短电池寿命。
最后，TPPL电池无需长时间充电。只要设备不使用，例如休息时间、换班间隙以及其他停机时间，都可以随时插上电源充电。
TPPL电池的典型使用寿命为4-5年，具体取决于其使用强度。
关于锂离子电池的一切
虽然锂离子电池在叉车和地面清洁设备应用领域还是一项相对较新的技术，但它在消费电子产品和电动汽车领域的应用早已广为人知。
锂离子电池的化学结构多种多样，其中物料搬运设备和工业应用领域主要采用的是磷酸铁锂（LFP）和镍锰钴锂（NMC）。汽车行业主要依赖NMC，因为它具有更优异的能量吸收和存储能力，能够实现更快的充电速度和更长的续航时间。
锂离子电池由于其充电效率远高于传统的铅酸蓄电池，因此特别适用于设备等重载应用。与TPPL电池一样，锂离子电池也支持在设备不使用时进行机会充电。此外，它们无需加水或均衡充电等日常维护。
然而，锂离子电池最大的挑战之一，恰恰也是它们如此吸引人的原因：高能量密度。这一点，再加上它们极高的能量传输能力，可能需要更强大的电力基础设施来支持正常的充电过程。
它们还需要特定的控制措施才能安全运行。电池管理系统（BMS）是一种专为特定电池设计的微型车载计算机，通常用于监控和控制电池的活动。它对锂离子电池的安全至关重要。
设计不良、电池管理系统（BMS）控制存在问题的锂离子电池可能会造成安全隐患。避免这些问题的最佳方法是使用由电池、BMS和充电器组成的整体式设计系统。此外，所有系统组件都应明确标明已获得权威第三方机构的认证，例如美国保险商实验室（UL）、欧盟合格认证（CE）、国际标准化组织（ISO）等。
潜在的安全风险可能导致一些保险公司拒绝承保，或者在为使用锂离子电池的设施投保之前要求附加条款、检查或验证。
锂离子电池的典型寿命为 5-7 年，具体取决于使用情况。
本系列文章的第三部分将讨论为不同应用选择合适的电池技术时需要考虑的因素。
