電子產(chǎn)品在近三十年普遍融入于生活應用中,近五年的消費性產(chǎn)品成長更是讓電池在能量密度的需求上逐年升高。目前可充電電池最普及的約可分為鉛酸電池、鎳氫電池與鋰電池,其中鎳氫電池與高能量密度鋰電池(鋰鈷/鋰三元系)更是充斥在各種消費性產(chǎn)品中。鉛酸與高功率鋰離子電池(鋰三元/鋰錳/鋰鐵)則普遍應于動力型產(chǎn)品。
若是以使用歷史來看,鉛酸電池從1859年問世至今,更是已有超過百年歷史,目前已進化至免加水型鉛酸電池(valve-regulated lead-acid battery),從車輛到備用電源應用,市場需求規(guī)??捎^。隨著電池性能需求的提升,取代鉛酸電池成為鋰電池的另一項重大挑戰(zhàn)。
鐵鋰電池產(chǎn)品具先天優(yōu)勢
隨著動力鋰電池的發(fā)展逐步跟進,市場開始在鉛酸與鋰電池之間取舍。鉛酸電池技術(shù)成熟且價格低廉,但仍有許多問題需要克服,包括了電池重量能量密度較低,且使用壽命較低導致維護更換頻率較高等。為了取得較佳的單位能量密度以及使用的便利性,市場上一般可選擇鋰錳、鋰三元以及鋰鐵電池等。鋰錳與鋰三元在能量密度通常都具有較高的表現(xiàn);而鐵鋰電池除了在能量密度低于前者外,仍具有其他的幾點優(yōu)勢:
高使用壽命
最大的優(yōu)勢在于有較高的循環(huán)壽命。 一般而言,鉛酸電池屬于淺度放電特性,設計簡便且無電源管理機制,雖然價格便宜但壽命僅約在300~500次,一般鋰電池則在500~700次,鋰鐵壽命更可達2000次。
高相容性
鉛酸電池因為已發(fā)展上百年時間,因此在日常生活應用已相當普及,包括了汽車電瓶、電動兩輪車、備用電源等,然而如前所述,鉛酸在能量密度與使用壽命仍低于鋰電池許多。在鋰電池的原始資料中,鋰鐵電池工作電壓為3.2V,而其他常見如鋰鈷或者三元相材料電池則為3.7V,因此當系統(tǒng)需要做12V的鉛酸電池取代的時候,僅需做四組電池串連,即可得到接近12V的電壓值,而鋰鈷與鋰錳則因為數(shù)值較高,因此在串連電壓上較難匹配。
獨立型光電照明展現(xiàn)新商機
日本大地震以來,上至日本政府下至一般民眾,對于節(jié)能產(chǎn)品更是大幅提高接受度。包括了LED燈泡、變頻冷氣等節(jié)能白色家電,都成為熱賣商品。另外,因為日本許多地區(qū)面臨了基礎(chǔ)建設的損毀,因此必須仰賴獨力光電照明系統(tǒng)(standalone photovoltaic lighting system),以維持道路基本照明,市場需求因運而生。事實上,獨立行照明系統(tǒng)主要的目標市場,在于一些電力基礎(chǔ)建設不慎普及的地區(qū),舉凡南美洲、非洲等低GDP的新興地區(qū),甚至是歐洲郊區(qū),都有此系統(tǒng)的硬體需求。
獨立型光電照明系統(tǒng)一般而言,主要涵蓋了照明模組、太陽能模組以及儲能系統(tǒng)三部分。以目前產(chǎn)業(yè)發(fā)展腳步來看,照明以及光電模組已逐漸成熟,然而在電池系統(tǒng)部分,不但所占規(guī)格角色吃重,且產(chǎn)品規(guī)格不一的情況下,成為此系統(tǒng)發(fā)展的主要關(guān)鍵元件。以一般中低亮度(3000流明)的路燈系統(tǒng)來說(圖一),太陽能板約需180Wp的規(guī)格; 而電池系統(tǒng)須考量到使用時間每日平均10小時,且日照時間還須涵蓋陰天的低日照環(huán)境,因此電池儲存容量需求甚高,未來將成為鋰電池應用不可忽視的重要一環(huán)。
資料來源: EnergyTrend