大多數(shù)電池系統(tǒng)允許相當(dāng)快的充電一小時(shí)左右。能量也可以在大約相同的時(shí)間內(nèi)提取，這意味著充電和放電時(shí)間可以變得相似。鉛酸的獨(dú)特之處在于，電池可以以非常高的速率放電，但需要超過14小時(shí)才能充滿電。鉛酸還需要定期均衡來對板進(jìn)行脫硫酸鹽并糾正其他弊病。

固有的低電荷接受的答案與負(fù)極上硫酸鉛的形成和溶解有關(guān)，這是純鉛。放電時(shí)，硫酸鉛粘附在表面上，并在充電時(shí)再次溶解。該過程緩慢，當(dāng)試圖加速電荷時(shí)，多余的電子無處可去;這導(dǎo)致氫氣生成和水分損失。隨著年齡的增長，硫酸鉛晶體會(huì)變得根深蒂固，這進(jìn)一步降低了電荷的接受度。

正極還含有硫酸鉛，但它支持高充電速率。很明顯，負(fù)極是鉛酸電池的問題。新的鉛酸系統(tǒng)試圖通過向該電極添加碳來解決這個(gè)問題，并取得了有希望的結(jié)果。

先進(jìn)的鉛碳

多年來，科學(xué)家們已經(jīng)知道硫酸鹽的積累會(huì)阻止經(jīng)典的鉛酸提供持續(xù)的性能;部分充電和老化是主要的罪魁禍?zhǔn)祝驗(yàn)樨?fù)極引線板沒有充分擦洗。先進(jìn)的鉛碳（ALC）通過在負(fù)極（陰極）上添加碳來解決這個(gè)問題。這將電池變成準(zhǔn)不對稱超級電容器，以提高充電和放電性能。

圖1顯示了經(jīng)典的鉛酸電池，其中鉛負(fù)極板被碳電極取代，以受益于超級電容器的質(zhì)量。

ALC正在測試，作為啟停應(yīng)用以及48V微型和輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)中經(jīng)典起動(dòng)器電池的替代品。再生斷路時(shí)快速充電是這些電池的決定性優(yōu)勢，這是使用常規(guī)鉛酸難以實(shí)現(xiàn)的任務(wù)。雖然ALC比鋰離子更大，更重，但成本低，在亞冷凍溫度下運(yùn)行，不需要主動(dòng)冷卻 - 鋰離子無法聲稱的優(yōu)勢。與普通鉛酸不同，鉛碳可以在30%到70%的荷電狀態(tài)之間運(yùn)行，而不必?fù)?dān)心被硫酸化。據(jù)說ALC的壽命比常規(guī)鉛酸電池長，但負(fù)極是放電時(shí)的快速電壓下降，類似于超級電容器。

螢火蟲能量

Firefly Energy電池的復(fù)合板材料基于鉛酸變體，制造商聲稱該電池比目前的鉛酸系統(tǒng)更輕，壽命更長，活性材料利用率更高。它也是為數(shù)不多的可以在部分充電狀態(tài)下長時(shí)間運(yùn)行的鉛酸電池之一。該電池包括用于負(fù)極板的碳泡沫電極，這使其性能可與NiMH相媲美，但制造成本較低。Firefly Energy是Caterpillar的分拆，并于2010年破產(chǎn)。該公司后來在獨(dú)立所有權(quán)下復(fù)興，但再次倒閉。自2014年以來，該電池在印度由Firefly Battery Pvt. Ltd.制造。

阿爾特拉韋爾達(dá)雙極性

與Firefly Energy電池類似，Altraverda電池基于鉛。它使用專有的鈦亞氧化物陶瓷結(jié)構(gòu)，稱為Ebonex®用于網(wǎng)格和AGM分離器。未粘貼的板在聚合物基質(zhì)中含有Ebonex®顆粒，該基質(zhì)在外表面上保持薄鉛合金箔。在50-60Wh / kg的比能量下，該電池可與鎳鎘相媲美，據(jù)說非常適合高壓應(yīng)用。Altraverda總部位于英國，與美國的East Penn合作。

軸離子電源

Axion Power e3超級電池是一種混合電池/超級電容器，其中正極由標(biāo)準(zhǔn)二氧化鉛制成，負(fù)極由活性炭制成。組裝過程類似于鉛酸。與常規(guī)鉛酸系統(tǒng)相比，Axion動(dòng)力電池在重復(fù)深度放電時(shí)具有更快的充電時(shí)間和更長的循環(huán)壽命，為微型混合動(dòng)力汽車中的啟停應(yīng)用打開了大門。鉛碳組合降低了負(fù)極板上的鉛含量，與普通鉛酸相比，重量減輕了30%。然而，這也將比能量降低到15-25Wh / kg，而不是常規(guī)鉛酸的30-50Wh / kg。另一個(gè)缺點(diǎn)是放電時(shí)電壓急劇下降，這與超級電容器有相似之處。

CSIRO Ultrabattery

澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）的Ultrabattery將不對稱超級電容器與鉛酸電池相結(jié)合，與上述先進(jìn)的鉛碳具有相似之處。電容器通過在充電和放電期間充當(dāng)緩沖器來增強(qiáng)電池的功率和使用壽命。據(jù)說這比常規(guī)鉛酸系統(tǒng)將電池壽命延長了四倍，同時(shí)將功率提高了50%。該制造商進(jìn)一步聲稱，與混合動(dòng)力電動(dòng)汽車中的現(xiàn)有電池相比，成本降低了70%。CSIRO電池在本田Insight HEV中進(jìn)行了測試，結(jié)果據(jù)說是積極的。該電池還正在測試微型混合動(dòng)力汽車中的啟停應(yīng)用。與其他先進(jìn)的鉛酸不同，快速充電的能力是比普通鉛酸的決定性優(yōu)勢。日本的古河電池授權(quán)了該技術(shù)，并制造了該電池。

斷續(xù)器

這是備受媒體關(guān)注的神秘電池/超級電容器組合。該電池基于改性鈦酸鋇陶瓷粉末，聲稱比能量高達(dá)280Wh / kg，高于鋰離子。該公司對他們的發(fā)明非常保密，只發(fā)布有限的信息。他們的一些驚人的主張包括：在混合應(yīng)用中，鎳氫電池重量的十分之一;無深循環(huán)磨損，充電時(shí)間3-6分鐘;無有害物質(zhì);與鉛酸相似的制造成本;每月自放電率僅為0.02%，僅為鉛酸和鋰離子的一小部分。2013年進(jìn)行的測試沒有發(fā)現(xiàn)有意義的能量水平，因?yàn)閷又g的阻力很高。研究仍在繼續(xù)。

增強(qiáng)型淹沒電池 （EFB）

汽車制造商意識(shí)到當(dāng)常規(guī)起動(dòng)器電池處于啟停模式時(shí)，會(huì)增加壓力。AGM（吸水玻璃墊）電池可以承受重復(fù)啟動(dòng)功能，但尋求低成本解決方案的汽車制造商提出了增強(qiáng)型淹沒電池（EFB）。測試表明，EFB 的性能優(yōu)于常規(guī)淹沒版本，但不如 AGM。性能似乎與電池成本直接相關(guān)。

總結(jié)

電池專家認(rèn)為，鉛酸電池的核心限制是鉛的利用。基于鉛的技術(shù)具有顯著的未使用性能潛力。據(jù)說改進(jìn)活性材料可以通過獲得更深入的理解和獲得分析工具來研究這種現(xiàn)象來釋放這種前景。在負(fù)極中添加碳基材料可降低硫酸化，提高導(dǎo)電性并提高電荷接受度。