薄板純鉛 (TPPL) 電池仍在用于電動叉車的動力。但這種情況會一直持續下去嗎？OneCharge 公司的 Max Khabur 對此進行了分析。

一提到電動汽車的動力，人們馬上就會想到鋰電池。然而，設備原始設備制造商在使用鋰電池時有時會面臨價格較高的挑戰。然而，在物料搬運應用中，特別是叉車應用中，這是一個不利因素，尤其是對小型車隊而言。

在電動叉車車隊中仍在使用的一種替代品是薄板純鉛（TPPL）電池，它仍然是用于此類設備的最先進的電池技術之一。

與所有鉛酸蓄電池一樣，TPPL 技術由懸浮在外殼內的水和硫酸電解質溶液中的鉛板組成。不過，TPPL 的極板特別薄，因此電池中的極板數量更多，反應表面積更大。與普通浸沒式鉛酸（FLA）電池相比，TPPL 電池的內阻更低、能量損失更小、充電速度更快、電流輸出更大、電壓降更低。

與 FLA 技術相比，TPPL 電池（本身就是吸水玻璃氈（AGM）電池的改進版）具有更多優勢。例如，它們是密封電池，因此不需要定期維護。氣體排放也減少了。最后，循環壽命更長，尤其是當電池反復進行微循環放電后再進行部分充電時。

與鋰電池相比的缺點

不過，即使有了最新的改進，TPPL 電池與鋰電池相比仍有缺點。首先，TPPL 電池的能量密度較低。鉛板估計占電池重量的 40% - 60%，導致能量密度較低。因此，對于需要更多能量以保持單個電池組順利進行多班操作的高要求應用，TPPL 電池無法與同類鋰電池競爭。

在極端溫度下，TPPL 電池的導電性也會急劇下降。硫酸溶液的電導率在超過 32°C (90°F) 和低于 15°C (60°F) 時會急劇下降。TPPL 電池在 -6°F (-21°C) 時的最大電導率是電解液溫度為 60°F (15°C) 時電導率的一半。

最后，TPPL 電池的首選放電深度 (DOD) 僅為 50%，最大安全放電深度為 80%。這是由于放電過程中電極上會形成硫酸鉛（II）。硫酸鉛（II）不是松散的細小晶體，而是在電極表面形成一層連續致密的大晶體。在深度放電時，這可能會大大增加極板的體積，從而導致極板變形和損壞。

提高 TPPL 性能

不過，TPPL 電池的設計今后可以通過幾種方法加以改進，以提高其性能。例如，可以通過改變電極板設計和使用粉末增加電解液與電極的接觸面來提高電池的電容量。

此外，使用更輕的材料可大大減輕極板重量，從而提高比能量。例如，鈦比鉛輕 2.5 倍，而且耐腐蝕，目前正在對其在鉛酸電池正極中的應用進行研究。

碳還可用作正負極板涂層的添加劑，以幫助防止硫酸鉛的形成，同時增加參與反應的電極質量比例。

上述三個機會的主要制約因素是生產成本。添加復雜而昂貴的成分可能會使 TPPL 產品變得不合理地昂貴。這是一個令人擔憂的問題，因為鋰電池的價格預計會隨著規模的擴大而降低。

與鋰電池相比的前景

因此，鉛電池在物料搬運應用中的前景仍有待觀察。一些預測顯示，鉛電池的市場份額將被鋰電池所取代。2022 年 6 月，歐洲汽車和工業電池制造商協會 EUROBAT 發布了 2.0 版《2030 年電池創新路線圖》。當時，該組織表示，用于物料搬運（如叉車應用）動力的鉛電池占據了約 90% 的市場份額，而鋰電池才剛剛開始進入市場。到 2030 年，該組織認為鋰離子電池在動力市場的份額將增長到近 50%。

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