鉛酸電池
Lead-Acid Battery
別名:鉛蓄電池
鉛酸電池為電極主要由鉛製成、電解液為硫酸溶液之二次電池。標稱 2 V/cell。分液態(Vented/Flooded,壽命 15~25 年)、閥調式 VRLA(膠體或 AGM,壽命 5~10 年)、分散式 Plante。仍是變電所備援主流。依 IEC 60896-21 §3.24 / IEV 486-01-04。
白話說明
鉛酸電池是最古老(1859 年發明)也最普及的二次電池——汽車電瓶、機車電瓶、機房備援、變電所控制電源幾乎都是鉛酸。原因很簡單:便宜(單位容量成本最低)、技術成熟、回收體系完整。缺點是重(能量密度低)、壽命短(5~10 年)、需要定期維護(液態要加水、VRLA 要控溫)。
完整定義
電極主要由鉛製成、電解液為硫酸溶液之二次電池。
標準原文 (Original Text)
lead-acid battery: secondary battery in which the electrodes are made mainly from lead and the electrolyte is a sulphuric acid solution
鉛酸電池化學反應(放電方向): {Pb + PbO_2 + 2H_2SO_4 \rightarrow 2PbSO_4 + 2H_2O} 標稱電壓:2 V/cell。 主要分類: - **液態式(Vented / Flooded)**:電解液為液態,需定期加水,有排氣口,壽命 15~25 年,適合變電所長時間備援 - **閥調式(VRLA, Valve Regulated Lead-Acid, §3.15)**:電解液為膠體(GEL)或吸收玻璃纖維(AGM),免加水,有壓力釋放閥,壽命 5~10 年(受溫度影響大) - **分散式(Plante)**:正極為鉛板,容量小但超長壽命(30+ 年) 台灣電信機房與變電所 DC 系統以 VRLA 為主流;新建超高壓變電所逐步導入鋰鐵磷酸電池。 安全注意: - 液態鉛酸充電會產生氫氣,機房須通風符合 IEEE 1635 / NFPA 70E - 電解液硫酸腐蝕,須 PPE(護目鏡、耐酸手套、酸中和包) - 熱飛脫(thermal runaway, §3.39, BT-012)為 VRLA 主要風險
生活比喻
鉛酸電池就像電池界的柴油引擎——笨重、效率不高、需要定期保養,但便宜、耐操、零件好找、師傅好請。鋰電池則像油電混合車,輕巧高效但貴,壞了還找不到人修。在可靠性優先的關鍵場合(變電所、醫院、資料中心),業主寧願選「好修又熟悉」的鉛酸。
為何重要
鉛酸電池是台電變電所與工業備援系統的主力技術——選型時須決定液態 vs VRLA:液態壽命長但維護成本高(需專用電池室 + 通風 + 定期加水),VRLA 免維護但壽命短且怕高溫。維運重點為 IEC 60896-21 所列試驗:容量試驗(§6.11)、內阻試驗(§6.3)、浮充電壓驗證。溫度控制是 VRLA 壽命關鍵:每升高 10 K 壽命減半(§3.36 NOTE),故機房空調不可斷電超過數小時。
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