地铁车辆中铅酸性蓄电池与镍镉碱性蓄电池对比分析
磷酸铁锂电池的优势及其性能对
2024年第05期总第324期磷酸铁锂电池的优势及其性能对比分析林鹤马亮王全恒杜孟强王天航青岛地铁运营有限公司，山东青岛，266000摘要：磷酸铁锂电池是一种新型高能量密度锂离子电池，具有高安全性、可靠性和耐用性等特点，已经成为轨道交通替换铅酸电池的新选择。
以青岛地铁2号线辽阳东路车辆基地供电专业直流屏电源用磷酸铁锂电池为例，对比分析铅酸电池与磷酸铁锂电池在我国轨道交通中的性能、运维及安全等技术要素，阐述该方案可以成为城市轨道交通蓄电池选型的新途径。
关键词：铅酸电池；磷酸铁锂电池；绿色城轨；浮充；运维；安全中图分类号：U461收稿日期：2023-09-10DOI：10 19999/j cnki 1004-0226 2024 05 0281应用背景青岛地铁2号线从2017年12月开通至今，电源系统中使用了大量的铅酸蓄电池，存在鼓包漏液、极柱腐蚀、内阻增高等问题，有起火冒烟的安全隐患，加上铅酸电池体积大笨重寿命短、更换困难、无蓄电池监测系统等，使得蓄电池运维管理费时费力、运维难、效率低、成本高。
青岛地铁运营公司一直在寻找性能更优、系统更完善、安全性更高的新型蓄电池系统的解决方案［1］。
近年来，随着国家新能源产业的崛起，磷酸铁锂电池凭借体积小、安全性高、绿色环保、免维护等特点，在电动汽车、公交、电力、银行、数据中心、轨道交通等领域广泛应用。
同时国家“双碳”政策体系的构建，青岛地铁也出台了一系列绿色城轨的政策，提倡使用绿色能源产品，因此青岛地铁运营二中心在辽阳东路车辆段牵混所对磷酸铁锂蓄电池进行试用研究，选用了一套ES217V100Ah 的磷酸铁锂电池系统，如图1所示。
图1辽阳东磷酸铁锂电池组2铅酸电池被替代的必然性分析a.从蓄电池性能来看：铅酸电池存在重、体积大、占用面积大、能量密度低、含铅不环保、气体复合效应对温度敏感、循环寿命短等诸多短板，长时间使用会因极柱腐蚀导致内阻增高，存在安全隐患。
铅酸电池质量比能量为35~40W·h/kg ，远低于市面上的锂电池，被高性能替代是必然。
铅酸蓄电池解读
铅酸蓄电池行业界定及简介1．定义、基本概念铅酸蓄电池是蓄电池（二次电池）的一种，主要特点是采用稀硫酸做电解液，用二氧化铅和绒状铅分别做为电池的正极和负极的一种酸性蓄电池。
电池放电时，正、负极物质和硫酸反应生产硫酸铅；放电终止时，电解液硫酸浓度降低，而且电池内电阻升高，此时需要借助汽车、机车中的发电机来充电。
通常一个铅酸蓄电池由6个2V的单格共同串联而成，再由电池串联成不同电压的电池组用于不同的领域。
铅酸蓄电池主要应用于交通、通信、后备电源等领域，具有价格低廉、可靠性高、维护简单等优点。
但由于其中的铅对人体有害、硫酸污染环境、腐蚀设备的原因，应用领域受到一定的限制。
常用的铅酸蓄电池主要分三大类：1）普通蓄电池；普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成，电解液是硫酸的水溶液。
它的主要优点是电压稳定、价格便宜；缺点是比能低（即每公斤蓄电池存储的电能）、使用寿命短和日常维护频繁。
2）干荷蓄电池：它的全称是干式荷电铅酸蓄电池，它的主要特点是负极板有较高的储电能力，在完全干燥状态下，能在两年内保存所得到的电量，使用时，只需加入电解液，等过20—30分钟就可使用。
3）免维护蓄电池：免维护蓄电池由于自身结构上的优势，电解液的消耗量非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。
它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。
使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。
市场上的免维护蓄电池也有两种：第一种在购买时一次性加电解液以后使用中不需要维护（添加补充液）；另一种是电池本身出厂时就已经加好电解液并封死，用户根本就不能加补充液。
铅酸电池按照规格分，有2伏，4伏，6伏，8伏，12伏，24伏等系列，容量从200毫安时到3000安时。
图表1铅酸蓄电池按用途分类资料来源：国家商务部2．产品主要用途铅酸蓄电池由于使用范围广、安全稳定和优良的性价比，被广泛应用于交通运输、通讯、电力、铁路、矿山、港口、国防、计算机、科研等国民经济的重要领域。
从应用领域来看，主要可分为汽车启动电池（包括汽车、摩托车、拖拉机、船舶、内燃机等点火、启动、照明用）、动力电池（包括电动助力车、电动叉车、电动道路车等动力用）和后备与储能（固定）电池三大类别。
铅炭电池与锂电池的对比
铅炭电池与锂电池的比较铅炭电池铅炭电池是一种新型的超级电池，是将铅酸电池和超级电容器两者合一:既发挥了超级电容瞬间大容量充电的优点，也发挥了铅酸电池的比能量优势，且拥有非常好的充放电性能--90分钟就可充满电(铅酸电池若这样充、放，寿命只有不到30次)。
而且由于加了炭(石墨烯)，阻止了负极硫酸盐化现象，改善了过去电池失效的一个因素，更延长了电池寿命。
铅炭电池是将非对称超级电容器与铅酸电池采用内并联方式两者合一的混合物，作为一种新型的超级电池，铅炭电池是将铅酸电池和超级电容器两者技术的融合，是一种既具有电容特性又具有电池特性的双功能储能电池。
因此既发挥了超级电容瞬间功率性大容量充电的优点，也发挥了铅酸电池的能量优势，一个小时就可充满电。
拥有很好的充放电性能。
由于使用了铅炭技术，铅炭电池的性能远远优于传统的铅酸蓄电池，可应用于新能源车辆中，如：混合动力汽车、电动自行车等领域；也可用于新能源储能领域，如风光发电储能等。
Lead-carbon电池具有与传统铅酸电池相近的低廉价格优势及成熟的工业制造基础，在各种应用领域有着极强的竞争力优势。
这种混合技术能够在车辆加速和制动期间快速地输出和输入电荷，特别适合于微混合动力车的“停止一启动”系统。
铅炭电池可以提高原来铅酸蓄电池的功率，延长使用寿命。
特性:技术优势铅炭电池是铅酸电池的创新技术，相比铅酸电池有着诸多优势；铅炭电池有以下优势：一是充电快，提高8倍充电速度；二是放电功率提高了3倍；三是循环寿命提高到6倍，循环充电次数达2000次；四是性价比高，比铅酸电池的售价有所提高，但循环使用的寿命大大提高了；五是使用安全稳定，可广泛地应用在各种新能源及节能领域。
此外，铅炭电池也发挥了铅酸电池的比能量优势，且拥有非常好的充放电性能——90分钟就可充满电（铅酸电池若这样充、放，寿命只有不到30次）。
而且由于加了炭（石墨烯），阻止了负极硫酸盐化现象，改善了电池失效的一个因素。
蓄电池分类与其性能详解
90.6% 82.8%
2011 2016
60%
40%
20%
15.0%
7.9%
1.5% 2.4%
0%
Lead 铅酸
Lithium 锂电
Nickel 镍镉
**Source: John Craig, BCI, State of the Industry, 124 BCI Convention, Phoenix, AZ (USA), 2012
10%
10%
50%
环境污染
铅、酸污染
镉污染
低
低
低
碱污染
技术成熟度
高
高
中
高
高
中
低
低
应用领域
广泛
广泛
广泛
一般
一般
广泛
较少
较少
单体容量范围（Ah）
3000
1000
1000
500
200
300
700
10000
成组难度
容易
容易
容易
中
中
难
难
中
备注：1、传统铅酸指现有绝大部分厂家采用的传统浇注方式生产的AGM或胶体阀控密封铅酸蓄电池；
电池价格 （元/KW）
总固定投资 （元/KW）
寿命期内投资 （元/KW）
收益/投资
1000
4000
6040
1.24
4200
7200
10375
0.72
4000
7000
10104
0.74
4200
7200
100375
0.72
3500
5983
2.51
各种电池优缺点
一、铅酸电池之阳早格格创做主要便宜：1、本料易得，代价相对于矮廉;2、下倍率搁电本能良佳;3、温度本能良佳，可正在-40~+60℃的环境下处事;4、符合于浮充电使用，使用寿命少，无影象效力;5、兴旧电池简单回支，有好处呵护环境.主要缺面：1、比能量矮，普遍30~40Wh/kg;2、使用寿命不迭Cd/Ni电池;3、制制历程简单传染环境，必须配备三兴处理设备.二、镍氢电池主要便宜：1、与铅酸电池比，能量稀度有大幅度普及，沉量能量稀度65Wh/kg，体积能量稀度皆有所普及200Wh/L;2、功率稀度下，可大电流充搁电;3、矮温搁电个性佳;4、循环寿命（普及到1000次）;5、环保无传染;6、技能比较锂离子电池老练.主要缺面：1、仄常处事温度范畴-15~40℃，下温本能较好;2、处事电压矮，处事电压范畴1.0~1.4V;3、代价比铅酸电池、镍氢电池贵，然而是本能比锂离子电池好.三、锂离子电池主要便宜：1、比能量下;2、电压仄台下;3、循环本能佳;4、无影象效力;5、环保，无传染;暂时是最佳后劲的电动汽车能源电池之一.四、超等电容主要便宜：1、功率稀度下;2、充电时间短.主要缺面：能量稀度矮，仅1-10Wh/kg，超等电容绝航里程太短，不克不迭动做电动汽车合流电源.电池储能的劣缺面（九种储能电池剖析）五、焚料电池主要便宜：1、比能量下，汽车止驶里程少;2、功率稀度下，可大电流充搁电;3、环保，无传染.主要缺面：1、系统搀纯，技能老练度好;2、氢气供应系统修制滞后;3、对于气氛中二氧化硫等有很下央供.由于海内气氛传染宽沉，正在海内的焚料电池车寿命较短.六、钠硫电池劣势：1、下比能量（表面760wh/kg;本质390wh/kg）;2、下功率（搁电电流稀度可达200~300mA/cm2）;3、充电速度快（充谦30min）;4、少寿命（15年;或者2500~4500次）;5、无传染，可回支（Na，S回支率近100%）;6、无自搁电局面，能量转移率下;缺累：1、处事温度下，其处事温度正在300~350度，电池处事时需要一定的加热保温，开用缓;2、代价下贵，万元/每度;3、仄安性好.七、液流电池（钒电池）便宜：1、仄安、可深度搁电;2、规模大，储罐尺寸不限;3、有很大的充搁电速率;4、寿命少，下稳当性;5、无排搁，噪音小;6、充搁电切换快，只需0.02秒;7、选址不受天域节制.缺面：1、正极、背极电解液接叉传染;2、有的要用价贵的离子接换膜;3、二份溶液体积大，比能量矮;4、能量变换效用不下.八、锂气氛电池致命缺陷：固体反应死成物氧化锂（Li2O）会正在正极聚集，使电解液与气氛的交战被阻断，进而引导搁电停止.科教家认为，锂气氛电池的本能是锂离子电池的10倍，不妨提供与汽油共等的能量.锂气氛电池从气氛中吸支氧气充电，果此那种电池不妨更小、更沉.寰球很多真验室皆正在钻研那种技能，然而如果不沉要突破，要念真止商用大概还需要10年.九、锂硫电池（锂硫电池是一类极具死少前景的下容量储能体系）便宜：1、能量稀度下，表面能量稀度可达2600Wh/kg;2、本资料成本矮;3、能源消耗少;4、矮毒.虽然锂硫电池钻研已经经历了几十年，而且正在近10年时间博得了许多成果，然而离本质应用另有不小距离.。
蓄电池
二、镍系电池
图3-2-4镍氢电池的工作原理
二、镍系电池
2、镍镉电池 1）镍镉电池的类型 镍镉电池根据其结构形式分为袋式、靠口烧结 式和密封式三种。 2）镍镉电池的结构 镍镉蓄电池的正极材料为氢氧化亚镍和石墨粉 的混合物，负极材料为海绵状镉粉和氧化镉粉， 电解液通常为氢氧化钠或氢氧化钾溶液，如图3-26所示。
一、铅酸蓄电池
2、铅酸蓄电池的结构 每个蓄电池的基本模块都是单电池，如图3-21所示。单电池由一个极板组构成，它是由一个正 极板组和一个负极板组组合而成的。极板组由电极 和隔板构成。每个电极都是由一个铅栏板和活性物 质构成的。隔板（微孔绝缘材料）用于分离不同极 性的电极。电极或极板组在充满电时沉浸在 38% 浓度的硫酸溶液中（电解液）。
三、锂离子电池
以LiCo02为正极材料，石墨为负极材料的锂 离子电池，正、负极的电化学反应为：
LiCoO2→Li1-CoO2+xLi++xe6C+xLi+xe-→LixC6 总反应式： LiCoO2+6C→Li1-CoO2+LixC6
图3-2-13 锂离子电池的工作原理
四、金属空气电池
金属空气电池以碱性溶液或中性盐溶液为电解液，电池中阳极为活泼金属消耗电极，阴极为空 气扩散电极，电解质为中性盐溶液或碱性溶液，阴极反应为氧气还原的电极反应，如图3-2-14所示
一、铅酸蓄电池
1.铅酸蓄电池的分类 常用的铅酸蓄电池主要分普通蓄电池、干荷蓄电池和免维护蓄电池三大类。 1）普通蓄电池 普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成，电解液是硫酸的水溶液。 2）干荷蓄电池 干荷蓄电池的全称是干式荷电铅酸蓄电池，它的主要特点是负极板有较高的储电能力，在完全干 燥状态下，能在两年内保存所得到的电量，使用时，只需加入电解液，等过20—30分钟就可使用。 3）免维护蓄电池 免维护蓄电池由于自身结构上的优势，电解液的消耗量非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸 馏水。
超级电容与蓄电池的比较
研究对象 2）功率密度大，短时大功率充放电能力强。
4）充放电循环次数可达50万次，长使用寿命，除非电流集电极被腐蚀。 蓄电池和超级电容的特性对比
铅酸蓄电池、镍氢电池、镍镉电池、镍锌电池、锂电池。技术 超级电容与蓄电池的比较
4）充放电循环次数可达50万次，长使用寿命，除非电流集电极被腐蚀。 大倍率充放电对寿命影响较大
低，为蓄电池的1/10， 3-15 Wh/kg
发展到今天，以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池代表了当前 充电电流越大速度越快， 10秒内即能达到额定容量的95%。
3）物理能量转换，充放电时间短，效率高。 1）单体电压低，能量密度低。 相比蓄电池，在同样容量输出下，需要大量并串联，必然带来体积和重量的急剧增加。
超级电容与蓄电池的比较
超级电容与蓄电池的比较
1 超级电容与蓄电池的比较 在汽车、轨道车辆等方面应用较为广泛。
超级电容与蓄电池的比较
1）单体电压低，能量密度低。 超级电容与蓄电池的比较
一般充放电为1~5倍率， 最大放电可达10倍率。
充电电流越大速度越快， 10秒内即能达到额定容 量的95%。
一次充满电5-6小时
单体数秒
低 50-200 W/kg
低，为蓄电池的1/10， 3-15 Wh/kg
＞95%
＞95%
平均约为5000~10000次 大倍率充放电对寿命影响较大
＞10万次
即使采用无害化学材料，仍然具有潜在污染 单体的大规模串并联 电池密封免维护
简述电动汽车动力电池的分类及各自特点
简述电动汽车动力电池的分类及各自特点电动汽车动力电池是电动汽车的重要组成部分，它储存和释放电能，为电动汽车提供动力。
根据不同的电化学原理和材料，电动汽车动力电池可以分为铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池和固态电池等几种不同类型，每种类型的电池都有其独特的特点和适用场景。
1. 铅酸电池铅酸电池是电动汽车最早采用的动力电池，具有成熟的技术和较低的成本。
它的正极是由氧化铅制成，负极是由纯铅制成，电解液是硫酸溶液。
铅酸电池具有较高的电压稳定性和较低的内阻，能够提供较大的电流输出。
然而，铅酸电池的能量密度较低，重量大，体积大，充电时间长，寿命短，不利于提高电动汽车的续航里程和使用寿命。
2. 镍氢电池镍氢电池是一种比较成熟的动力电池技术，具有较高的能量密度和较长的使用寿命。
它的正极是由氢氧化镍制成，负极是由金属氢化物制成，电解液是氢氧化钾溶液。
镍氢电池具有较高的充放电效率和较低的自放电率，能够在较宽的温度范围内正常工作。
然而，镍氢电池的价格较高，重量较大，容量衰减较快，不利于提高电动汽车的续航里程和使用寿命。
3. 锂离子电池锂离子电池是目前电动汽车主流的动力电池技术，具有较高的能量密度和较长的使用寿命。
它的正极是由氧化钴、氧化锰或氧化镍等材料制成，负极是由石墨或硅负极材料制成，电解液是锂盐溶液。
锂离子电池具有较高的电压稳定性和较低的自放电率，能够提供较大的电流输出。
同时，锂离子电池还具有较小的体积和重量，充电时间短，寿命长的优点。
然而，锂离子电池也存在着充电速度较慢、温度敏感、安全性和环境友好性等方面的挑战。
4. 固态电池固态电池是一种新兴的动力电池技术，具有较高的能量密度和较长的使用寿命。
它的正负极材料都是固态材料，电解质也是固态材料。
固态电池具有较高的充放电效率和较低的自放电率，能够在更宽的温度范围内正常工作。
与传统液态电池相比，固态电池还具有更好的安全性能和更长的循环寿命。
然而，固态电池的制造成本较高，技术难度较大，还需要进一步的研发和改进。
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地铁车辆中铅酸性蓄电池与镍镉碱性蓄电池对比分析
发表时间：
2019-06-24T16:04:22.827Z 来源：《基层建设》2019年第7期 作者： 蔡和旭 裴云庆
[导读] 摘要：轨道交通车辆用蓄电池主要有碱性-镍镉蓄电池和酸性-密封胶体铅蓄电池。
中车大连机车车辆有限公司 辽宁大连 116022
摘要：轨道交通车辆用蓄电池主要有碱性-镍镉蓄电池和酸性-密封胶体铅蓄电池。近十年来两种蓄电池在性能上都有很大改进，在轨道
交通车辆领域均得到广泛应用。简述地铁车辆中主要使用的两种蓄电池（铅酸性蓄电池以及镍镉碱性蓄电池）的结构、原理以及性能等，
并通过对比分析，为地铁车辆用蓄电池提供参考以及依据。
关键词：地铁车辆；铅酸性蓄电池；镍镉碱蓄性电池；性能对比
0.
前言
在现如今的社会之中，城市交通对轨道交通尤其是地铁车辆的需求日益增加，而蓄电池作为地铁车辆之中必不可少的一部分，在紧急
负载的工况之下，承载着极其重要的作用。目前为止，地铁车辆选用的蓄电池产品主要有两种，铅酸蓄电池以及镍镉蓄电池。
按照蓄电池单体中的电解液划分，铅酸蓄电池属于酸性蓄电池，镍镉蓄电池属于碱性蓄电池。由于电解液的不同，这两种蓄电池的单
体容量、结构、原理以及性能等均有差异性。然而在各地铁车辆中，只能选择其中一种，所以我们要对比酸性蓄电池与碱性蓄电池在各方
面的优劣性，为蓄电池选型提出一个最优化的结论。
1.
铅酸蓄电池介绍
铅酸电池发明于1859年，之后一直发展到1900年，富液式铅酸电池性能得到了卓越的改进。阀控式铅酸（VRLA）蓄电池于20世纪70年
代被开发使用，并在美国和欧洲的一些发达国家开始小范围应用，随后快速形成产业化，并大规模投入市场。
1.1
技术特性
铅酸蓄电池中主要类型为密封胶体蓄电池。该蓄电池采用（PVC）二氧化硅隔板，气相二氧化硅与硫酸液配制而成的胶体电解质；具
有更强的耐过充，拓宽温度使用范围，延长使用寿命；
PVC 隔板有良好的接触，电池电阻小，极板的活性物质不易脱落，具有优异抗震
性；胶体有特大的热比容，电池不易发生
“热失控”，而且还有抗过充/过放的自我保护能力，有电池内部“消弧”功能，大大提高使用的安全
性。
基于氧复合（氧循环），正极上有氧发生（充电后期）通过PVC 隔板中微孔、胶体裂纹扩散至负极进行“去极化”作用（化学放电），
氢氧复合最终变成水，回至电液，电池内压降低，实现单向阀气密，同时这一过程还是一个
“氧消耗、氢抑制、水回来”的实质性变化，使
完全密封成为可能，蓄电池在整个寿命周期内无需添加电液，维护工作量小。
1.2
工作原理
密封胶体蓄电池由金属铅和硫酸为主要材料制作而成，通过提高负极析氢过电位、凝胶状电解液等一系列的措施使蓄电池得以密封，
其电化学原理可用化学反应方程式进行概括：
1.3
密封原理
阴极吸收式（负极）的密封原理，有以下几个过程：
充电过程中在正极产生氧气：2H2O→O2↑+4H++4e-
在安全阀（单向）的作用下【电池内部有一定内压时，自动开启逸出气体，而后立即闭阀，防止外部大气进入电池，开闭阀非常准确
（按设定压力）】，产生的
O2 通过AGM 隔板微孔向负极迁移，在负极上反应：
上述过程是基于氧复合（氧循环），正极上有氧发生（充电后期）通过PVC 隔板中微孔、胶体裂纹扩散至负极进行“去极化”作用（化
学放电），氢氧复合最终变成水，回至电液，电池内压降低，实现单向阀气密，这一过程是一个
“氧消耗、氢抑制、水回来”的实质性变化
过程，使密封成为可能。
电池灌注的硅溶胶变成硅凝胶后，骨架进一步收缩，使凝胶出现裂缝贯穿于正负极板之间，给正极析出的氧提供了到达负极的通道。
2.
镍镉蓄电池介绍
镍镉电池发明于1894年，至1938年，发明出烧结式极板并沿用至今。1983年，镍镉电池大幅度提升，发明了FNC纤维式镍镉电池，并
率先在铁路上进行应用，发展到
1995年，FNC技术改进，日趋成熟，得到更大范围的应用。
2.1
概述
地铁车辆中，镍镉蓄电池大多采用烧结式镉镍蓄电池，具有大电流及低温放电性能好、适用温度范围宽、自放电小、耐电气误操作能
力强、使用维护简便、循环寿命长、机械强度高、安全系数高、抗冲击振动能力强等特点。
蓄电池极板组主要由镍正极、镉负极、隔膜和极柱组成，极板组牢固装配在阻燃性聚丙烯制造的蓄电池壳内，蓄电池壳和盖用热板焊
接在一起，蓄电池盖上有用于电流传输的正负极柱，蓄电池的极柱处用
O形密封圈密封。
蓄电池盖上靠近正极端有“+”符号作为永久标记；蓄电池盖上安装有塑料螺塞或装配气塞。蓄电池工作时使用装配气塞，它们能阻止外
部杂物进入，排出充电过程中产生的气体，保证蓄电池安全可靠地工作。
正负极片主要由冲孔镀镍钢带、储能物质构成。正极活性物质为氧化镍，负极活性物质为氢氧化镉或氧化镉，正负极片间用由主隔膜
与接枝膜组成的复合膜分隔，防止正负极片接触而短路。接枝膜可以阻止正极产生的氧气到负极复合，防止蓄电池在充电过程中出现过热
现象。
在与外接线路接通后，充电态蓄电池内的正、负电极上发生电化学反应，将化学能转变为电能，从而向负载供电。
2.2
工作原理
镉镍蓄电池是一种在充电时将电能转变成化学能储存起来，而在放电时将化学能转变为电能的装置。充放电时，蓄电池正负极上发生
氧化还原反应，其电化学反应方程式如下：
3.
对比分析
镍镉碱性蓄电池的特点是：充放电特性平稳、耐过充放能力强、应用温度范围广、使用寿命长。
铅酸性蓄电池的特点是：安全、环保、免维护（免加液）、比能量高、抗振性和机械强度好、不漏液（胶体电解质）、全寿命周期成
本低。
3.1
性能
3.1.1
单体电气特性
就蓄电池单体的额定电压来看，铅酸性电池要高于镍镉碱性电池。铅酸性电池的单体额定电压大多在2.0V，而镍镉碱性蓄电池的为
1.2V
，相对应的，单体容量铅酸性电池也要高于镍镉碱性电池。所以，如果做相同倍率的蓄电池组，铅酸性电池所需单体的数量要小于镍
镉碱性电池。
3.1.2
耐过充过放能力
镍镉碱性电池单体最低电压为1.0V，可以从1.2V放电至1.0V，深度放电至100%，循环次数多，并且可以继续过放。因为正负极板为纤
维式极板，对过充过放的耐受能力强。
而铅酸性电池，可深度放电至80%，循环次数少，尤其可见，镍镉碱性电池寿命周期为12-15年比铅酸性电池的8-10年要长；且铅酸性
电池为
PVC极板耐过充过放能力较弱，因此对蓄电池控制电路中低压保护以及对浮充电电压的要求较高。
3.1.3
低温性能
蓄电池在低温下使用，电极会发生钝化，电化学反应速度和传质速度都将降低，因此低温会影响蓄电池的放电性能，但对寿命影响较
高温小。
铅酸性电池化学反应中的活性物质对比镍镉碱性电池，在低温情况下，反应及分解电离子能力要低，需要进行温度补偿，所以，铅酸
性电池不太适用于北方城市的地铁车辆。
3.2
环保性
铅酸性电池和镍镉碱性电池都含有部分污染物质，所以，在生产和使用的过程之中，应注意保护以及小心操作，以免造成环境污染以
及次生灾害。
然而铅酸性电池的回收利用率高、污染较小，所以铅酸性电池更适用于环保。
3.3
成本分析
在现如今的市场中，铅酸性电池的初次采购成本均比镍镉碱性电池要低很多。而且镍镉碱性电池要时常补液，维护成本也相应增加一
些。
虽然镍镉碱性电池的寿命长，但铅酸性电池可进行有价回收，全寿命成本较碱性也要低。
4.
小结
通过以上各方面对铅酸性电池和镍镉碱性电池的对比分析，可以发现两种电池在不同的方面，具有各自的优劣之处。综合来看，铅酸
性电池将是未来的趋势所在，然而镍镉碱性电池的技术在国内已经比较成熟。所以，要根据不同地铁车辆的不同特性要求，选择相应更改
合适的蓄电池种类。
参考文献：
[1]
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