路燈用鋰電池與非鋰電池效能比較

2025 年 11 月 27 日

黃志雄博士

本人擁有16年鋰電池研發經驗及10年電源研發經驗，熟悉從材料選購型、電芯設計到系統整合的全流程技術。長期致力於高性能、安全、長壽命的電池及電源系統的研發，擁有豐富的工程實務與專案管理經驗，參與並主導了國內外多項重點研發及產業化專案。

你會看見鋰離子以及磷酸鐵鋰電池在路燈應用中，鋰電池的性能優於非鋰電池。選擇合適的電池會影響運作效率和長期節能效果。

以鋰電池取代鉛酸電池可減少 40% 的維護次數。
智慧太陽能係統可提供高達總共節能 40%.
傳統路燈鋰電池為市政專案提供了經濟高效的解決方案。

公制	產品說明
充電容量	整夜都能為燈供電
效率	最大限度地利用儲存的能量
壽命	延長更換週期，降低成本
溫度影響	在極端條件下保持性能

關鍵要點

鋰電池比非鋰電池壽命更長，維護需求更少，可為路燈專案節省時間和金錢。
選擇鋰電池可節省高達 40% 的能源，對於希望降低成本的市政當局來說，這是一個明智的選擇。
磷酸鐵鋰電池具有高安全性和高性能，即使在極端天氣條件下也能確保可靠的路燈照明。

第一部分：主要發現

1.1 性能概述

在評估電池類型時路燈您會發現鋰電池在性能和效率方面有顯著差異。與非鋰電池相比，鋰電池始終能提供更高的能量密度和更長的使用壽命。此外，鋰電池還具有維護成本更低、可靠性更高等優點，長期來看，這將轉化為更低的營運成本。

下表列出了鉛酸電池和鋰離子電池的主要差異：

獨特之處	鉛酸電池	鋰離子電池（磷酸鋰電池）
壽命	3-5歲	8-12歲
保養	普通型（淹沒型）	免維護
能量密度	低	高

您會發現鋰離子電池更換頻率更低，而且無需維護。這項優勢直接影響路燈系統的效率。更高的能量密度意味著您可以在更小的空間內實現更大的電池容量，這對於現代基礎設施項目至關重要。

效率始終是市政當局和承包商的首要任務。鋰電池具有卓越的電量保持率和放電速率，確保路燈整夜可靠運作。您可以最大限度地減少停機時間，最大限度地利用能源，從而支持永續發展目標並降低整體擁有成本。

1.2 適用於路燈

為路燈選擇合適的電池類型取決於氣候、使用模式和安裝限制。在為城市或鄉村環境做決定時，必須考慮電池容量、效率和長期耐用性。

下表總結了路燈照明中常用電池類型的優點和限制：

電池類型	優點	限制
鉛酸	經濟實惠、可靠、維修成本低	壽命短（3-4年），效率低
GEL	免維護，溫度範圍廣，循環壽命長	與AGM和鋰離子電池相比，成本更高。
鋰離子	高能量密度、尺寸緊湊、自放電率低	較高的初始投資
磷酸鐵鋰	安全性高，使用壽命長（6-10年），免維護	與鉛酸鉛相比，成本更高
流	可擴展、優異的低溫運轉性能	複雜性和成本限制了其在路燈照明中的應用。

鋰離子電池和磷酸鋰鐵電池在對效率和可靠性要求極高的環境中表現出色。例如，在鄉村道路和村莊，高容量（80Ah–150Ah）的磷酸鐵鋰電池可在停電或陰天提供更長時間的照明。而在城市街道，中等容量（40Ah–80Ah）的磷酸鋰鐵電池則可實現節能模式和運動感測器調光功能。

環境類型	電池類型	容量範圍	適合的理由
鄉村道路和村莊	磷酸鐵鋰₄	80Ah–150Ah	高容量和深度放電能力非常適合在停電或陰天進行長時間照明。
城市街道和住宅區	磷酸鐵鋰₄	40Ah–80Ah	中等容量電池支援併網系統中的節能計畫和運動感應器調光。

您還必須權衡初始投資成本。鋰電池需要更高的前期投資，但其更長的使用壽命和更高的效率通常足以抵消大型專案中的這筆支出。

科技	成本（美元/千瓦時）	放電持續時間
熱能儲存	232	> 8小時
壓縮空氣儲存	293	> 8小時
鋰離子電池儲存	304

提示：選擇適合您路燈應用場景的鋰電池容量，可最大程度地提高長期價值。更高的效率和更低的維護成本可以抵消初始投資，尤其是在市政和基礎設施項目中。

當您優先考慮效率、可靠性和總生命週期成本時，鋰電池的優勢最為顯著。這類電池支援先進的路燈功能，例如智慧控制和自適應亮度調節，從而進一步提升性能和永續性。

第二部分：容量與能量密度

2.1 鋰離子電池

在路燈專案中選擇鋰離子電池，您將獲得顯著優勢。這些電池具有高能量密度，這意味著您可以在更小、更輕的體積內儲存更多能量。這項特性直接提高了效率，並減少了裝置的尺寸和重量。在基礎設施和安防應用中，高能量密度支援更長的運行時間和智慧控制等高級功能。

下表比較了路燈中常用電池化學體系的能量密度：

電池類型	能量密度 (Wh/kg)
鋰離子	150-250
磷酸鐵鋰	90-160
鋰電	300-400
18650	〜200
21700	〜250

長條圖比較了鋰離子電池、鋰聚合物電池、磷酸鐵鋰電池、18650電池和21700電池的能量密度。

您會發現鋰離子電池具有高能量密度，這意味著更高的效率和更長的照明時間。選擇更大容量的電池，可以確保路燈在夜間保持明亮，即使在陽光不足的情況下也是如此。這種可靠性對於基礎設施和安防照明至關重要。

更大的電池容量可以延長照明時間，確保路燈整夜都能正常運作。
高容量電池可保持穩定的亮度，防止燈光過早變暗。
在陽光不足的地區，容量較大的電池可以儲存更多能量，確保在陽光較弱時也能正常運作。

2.2 傳統鉛酸電池比較

將傳統的鉛酸電池與鋰離子電池進行比較，可以明顯看出它們在效率和安裝要求方面的差異。鉛酸電池的能量密度較低，因此重量更重、體積更大，這會增加專案的人工和維護成本。

電池類型	重量	安裝要求
鉛酸	較重	需要更多人工維修。
鋰離子	輕量化	安裝更簡便，無需挖掘即可安裝。

鉛酸電池較重，運輸和安裝較為複雜。
鋰電池體積更小、重量更輕，簡化了安裝和運輸。

鋰離子電池具有更高的效率和性能，是現代路燈系統的首選。其高能量密度支援各種先進功能，並能降低企業對企業（B2B）基礎設施專案的整體擁有成本。

第三部分：充電與放電

3.1 充電速率

在為路燈專案選擇電池時，充電速率是一個需要考慮的因素。鋰離子電池，包括磷酸鋰（LiFePO4）和NMC電池，相比傳統的膠體電池或鉛酸電池，充電速度要快得多。這種快速充電能力確保您的路燈系統在日照不足或高強度使用後能夠迅速恢復供電。鋰電池整合的可控充電系統還支援遠端監控和智慧控制等高級功能，這些功能對於現代基礎設施和安防應用至關重要。

獨特之處	鋰電池	凝膠電池
對環境造成的影響	更環保	不太環保
重量	更輕（重量僅為鉛酸電池的 1/6）	較重
使用壽命	更長的使用壽命	使用壽命較短
穩定性	更穩定、更安全	不太穩定
溫度適應性	工作溫度範圍為-20℃至60℃，最低可達-45℃	有限的溫度範圍
充電/放電系統	整合式、可控式	標準體系

注意：更快的充電速度可以減少停機時間並提高營運效率，尤其是在大型市政照明專案中。

3.2 放電效率

放電效率直接影響路燈的性能和可靠性。磷酸鐵鋰電池的放電效率高於非鋰電池。這意味著每次充電循環可獲得更多可用能量，從而延長電池壽命並降低維護成本。相較之下，鉛酸電池在放電過程中會損失更多能量，這可能導致路燈在黎明前變暗或熄滅。

電池類型	充電/放電效率	性能影響
鉛酸	低於鋰	影響可靠性的潛在能量損失
鋰	更高	更佳的性能和可靠性

在嚴苛環境下，磷酸鋰電池卓越的放電效率將為您帶來許多好處。即使在極端溫度下，這些電池也能保持穩定的亮度，並延長電池壽命。對於基礎設施和安防照明而言，這種可靠性至關重要。此外，它還能減少電池更換頻率，進而降低整體擁有成本，並協助實現永續發展目標。

提示：選擇磷酸鋰鐵電池作為路燈電池，可最大限度地提高放電效率，延長電池壽命，並確保在各種條件下都能可靠運作。

第四部分：壽命與耐久性

4.1 磷酸鐵鋰電池

你需要能夠在嚴苛的戶外環境下提供穩定性能和持久使用壽命的電池。磷酸鐵鋰電池磷酸鋰鐵電池以其卓越的使用壽命和強大的耐用性而聞名。在路燈照明中使用磷酸鋰鐵電池，您可以期待：

即使每天騎行，使用壽命也能達到 6 到 10 年。
循環壽命可達 1,500 至 2,000 次深度循環。
由於熱穩定性增強，與標準鋰離子電池相比，安全性更高。
在戶外基礎設施、安防和工業應用中運作可靠。

溫度和濕度對電池壽命起著至關重要的作用。磷酸鐵鋰電池在特定的溫度範圍內工作性能最佳。高溫會加速電解液的降解，縮短電池壽命。低溫會減緩鋰離子的運動，影響充放電效率。這類電池具有良好的抗熱性能，即使在較高溫度下也能保持結構完整性，因此非常適合戶外使用。與其他鋰離子電池不同，磷酸鋰鐵電池在冰點以下仍能繼續充電，從而提高了在寒冷氣候下的可靠性。

注意：磷酸鋰電池能讓您安心，因為它們具有更安全的化學成分和更長的使用壽命，即使在惡劣天氣下也能保持性能穩定。

4.2 循環壽命

循環壽命是指電池容量降至 80% 以下之前，可以進行多少次完全充放電循環。磷酸鋰鐵電池的循環壽命超過 2,500 次，遠超鉛酸電池。相較之下，鉛酸電池在 50% 放電深度下通常只能循環 300 到 500 次。這種差異直接影響總擁有成本和維護週期。

電池類型	典型循環壽命	壽命（年）	保養	效率（％）	價格影響
鉛酸電池	300-500	3-5	正價	80	低前期成本，高長期成本
磷酸鐵鋰電池	2,500+	6-10	無	95	前期費用較高，長期費用較低
標準鋰離子電池	2,000-5,000	8-12	無	95	前期費用較高，長期費用較低