随着锂电池的应用越来越广泛，许多巡航水手正在考虑用锂离子电池代替铅酸电池，甚至有一些游艇制造商宣布在未来的几年内全面放弃内燃机而采用锂离子电池驱动。那么，是什么让锂离子电池成为船舶的热门选择呢？在弄清楚这个问题之前，我们先了解一下什么是锂电池。
锂电池 = 锂金属电池=不可充电电池
锂离子电池 = 可充电电池
术语“锂离子”一词涵盖多种化学物质成分，其组成略有不同。这会导致能量和功率密度、寿命、成本和安全性的变化。常见的锂离子电池类型有钴酸锂 (LCO)、锰酸锂 (LMO) 和磷酸铁锂 (LFP)。磷酸铁锂通常被认为是最稳定或最安全的锂离子化学物质。
毫无疑问，磷酸铁锂是最安全的锂离子电池类型之一。许多人认为，磷酸铁锂电池与铅酸一样安全，甚至更安全，这些论点肯定是充分的。不过，所有电池都是危险的，我们不要忘记这一点。
随着锂离子技术的发展，磷酸铁锂是目前最安全的技术之一。请记住，我们每天都被计算机、iPad、iPod、手提电脑、穿戴设备、手机甚至无线工具中更加不稳定的锂离子技术所包围。 磷酸铁锂的能量密度低于其他挥发性较高的锂离子电池，但与铅酸相比，它的能量密度要高的多。我们不需要帆船达到“梦想邮轮”级别的能量密度，因此我们通常使用安全得多的 LiFePO4/LFP 技术，而不是像波音那样使用 LiCoO2。如果你认为 LiCoO2 和 LiFePO4 的锂离子化学成分具有相同的风险水平，我建议你还是使用铅酸，直到进行更多的研究。
本文章使用术语“锂电池”或“锂离子”时，我们指的是磷酸铁锂 (LFP) 电池
锂电池的主要优势
更多可用电量
以更快的速度充电
延长循环使用寿命
重量轻，性能提高
智能电池管理系统 (BMS)
提供更多可用电量
当锂电池放电至 20% DOD（电池放电量与电池额定容量之比） 时，有80% 的容量完全可用。由于充电有限，铅酸电池通常只有 30-35% 的可用容量（50% SOC 至 80-85% SOC）。 300Ah磷酸铁锂电池的可用容量大约相当于 700Ah铅酸电池（300Ah磷酸铁锂电池组的 80%的可用容量是 240Ah ，700Ah铅酸电池的 35% 可用容量为 245Ah ）。
锂电池在大部分放电周期中都以稳定的电压运行。这种差异意味着锂电池在整个放电周期中提供明显更多的功率，并且在打开大负载时不会响应电压“骤降”。这有助于保证电气设备和电机的可靠性能。
充电速度更快
锂电池在充电时非常高效，因为它们在充电曲线中间的电压一致或更平坦。磷酸铁锂电池的化学特性允许快速充电，可接受的充电电流高达电池安培小时额定值的 50% 或更高。这意味着使用合适电流的充电器，仅需两个半小时即可充满电。最后，由于锂电池不需要在每次使用后充满电，因此它们可以保持部分充电状态（SOC)，而不会造成伤害或缩短电池使用寿命。下表总结了这些差异。
| 充电安培 | 放电倍率 | 锂 | 富液 | 凝胶、AGM |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 0.5 | 5小时 | 8 小时 | 8 小时 |
| 20 | 0.5 | 2.5小时 | 4小时 | 4小时 |
| 50 | 0.5 | 1小时 | 不可行 | 不可行 |
| 10 | 1 | 10 小时 | 16 小时 | 16 小时 |
| 20 | 1 | 5小时 | 8 小时 | 8 小时 |
| 50 | 1 | 2.5小时 | 不可行 | 不可行 |
具有更长的循环使用寿命。
“循环”是指超过电池安培小时容量 5% 的放电和充电事件的组合。标准富液式铅酸电池的典型循环寿命为 250 次。高性能 AGM 电池的循环寿命约为 500 次。对于富液式铅酸电池和 AGM 电池，这些生命周期均基于高达 50% 的放电深度。如果放电至 80% 或更多，根据放电频率或电池寿命，循环寿命可能会减少 50% 以上。相比之下，磷酸铁锂电池在 80% 放电深度下的典型循环寿命为 3,500 次。这比高性能 AGM 多了 3,000 个周期，可用能源多了 60%。
| 电池类型 | 放电深度 | 循环寿命 | 使用寿命内可用 Ah | 与锂的百分比 |
|---|---|---|---|---|
| 富液式铅酸 | 0.5 | 250 | 12,500 | 4% |
| AGM | 0.5 | 500 | 25,000 | 9% |
| 磷酸铁锂 | 0.8 | 3500 | 280,000 | 100% |
重量更轻
锂电池的重量比铅酸电池轻得多。正因为如此，那些总是希望通过减轻船只重量来获得优势的帆船运动员显然是锂电池的应用对象。机动游艇船主也能受益；由于锂电池重量的减轻导致了更好的重量分布和更少的吃水，因此它们可以以更快的速度航行，同时油耗更少。
| 富液式铅酸 | AGM | 锂 |
|---|---|---|
| 27公斤 | 31公斤 | 12公斤 |
价格合理吗？
说到锂电池，价格往往是首先想到的。同样容量的锂电池的价格通常是传统铅酸电池的5倍，是高性能 AGM 的3倍。较高的价格一直是船主采用锂电池的主要障碍。然而，考虑到使用寿命和性能，真正的拥有成本远远低于铅酸。锂电池的使用寿命通常是传统铅酸的 10 倍左右，是高性能 AGM 的 7 倍。如果假设船上的电池每天循环一次，那么富液式铅酸电池通常可以使用一年，高性能 AGM 可以使用一年多一点，锂电池可以使用近 10 年。根据你当前电池的价格、频率以及使用船只的方式，锂电池可以在短短几年内收回成本。
一位船东船上的磷酸铁锂电池系统，安装使用了15年仍然还有100%的容量
电池管理系统 (BMS) 保护你的投资
磷酸铁锂电池不仅仅是一块电池，它需要被视为一个完整的系统。就像汽车不仅仅有车轮和发动机。
这个系统必须包含一个电池管理系统 (BMS)，主要目的是在电芯层面保护电池组，确保电池中的每个电芯保持在安全范围内。精心设计的智能电池管理系统有助于最大限度地延长电芯使用寿命并确保在各种条件下安全运行。 BMS 提供的保护包括过压、欠压、过流、过温和短路保护。当 BMS 进入保护模式时，电池组与电池端子的电气断开，电池电压不再可用。当故障条件消除后，BMS 将恢复，电压也恢复。
注意：这个系统有两个术语使用缩写 BMS。
电池管理系统—— 一种自动化系统，即使你不知道正在发生什么，也能保护你的电池。
电池监控系统——一种由声音警报和视觉仪表组成的方法，作为船主，你需要对其进行监控以保护你的投资。
锂电池能给你带来好处吗？
如何使用你的船将是决定锂电池是否有意义的最大因素之一。安全性、循环寿命、价格是每个人在购买电池之前都会优先考虑的问题。另外，我们还要根据应用的实际情况进行选择。如果你生活在船上并且不想依赖游艇码头的岸电（就像我们一样），磷酸铁锂就是正确的选择。
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