为什么汽车使用铅酸蓄电池作为启动电源，换用能量密度更高的锂电池不行吗？
为啥铅酸蓄电池能打？—— 那些被低估的优点
首先得承认，铅酸蓄电池确实是个“老古董”了，从1859年发明到现在，一百多年了，它能一直霸占汽车启动电源的位置，肯定不是浪得虚名。它有几个别人很难替代的硬道理：
1. “暴脾气”下的超强爆发力——低温启动性能:
汽车启动，尤其是在寒冷的天气里，那是个要命的时刻。发动机需要瞬间输出巨大的扭矩来克服内部的阻力，这个时候，电池就像是运动员起跑前需要爆发的那一下。铅酸电池在低温下的放电能力（也就是能瞬间输出多大电流）表现得相当不错。它的化学反应在低温下还能相对稳定地进行，能够提供那种“一打就着”的冲击电流。
锂电池呢？虽然能量密度高，但一旦温度降到零度以下，它的性能就会大幅衰减，甚至可能充不进电，更别提提供启动所需的那么大电流了。就算技术进步，也要加很多热管理系统来解决这个问题，这就增加了复杂性和成本。
2. “皮实耐操”的可靠性——宽泛的工作温度:
汽车可不是温室里的花朵，它要经历从赤日炎炎的夏天到冰天雪地的冬天。铅酸电池的最大好处就是它对温度的耐受范围相当宽泛。即使在高温环境下，它也不会像某些锂电池那样容易“发脾气”，出现热失控的风险相对较低。而大多数锂电池，尤其是在高能量密度设计下，对温度非常敏感，高温会让它们加速老化，甚至存在安全隐患。
3. “便宜大碗”的性价比——成本优势:
这是铅酸电池最致命的优点之一。铅和硫酸，这些原材料在全球范围内都比较常见，生产工艺成熟，大规模量产下来，成本真的非常低。相比之下，锂电池里的锂、钴、镍等金属，尤其是钴，价格波动大，储量相对有限，再加上更复杂的制造工艺和电池管理系统（BMS），导致整个电池包的成本高昂。对于一个需要批量生产、对价格敏感的汽车来说，这成本差异是巨大的。
4. “简单粗暴”的安全设计——过充过放的“韧性”:
汽车的电气系统有时候会有点“小毛病”，比如发电机出了点状况，可能会导致电池过充；或者车辆长时间停放，可能出现过放。铅酸电池相对于锂电池来说，对过度充电和过度放电的“容忍度”要高一些。虽然这样做也不好，但不会像锂电池那样，一旦出现严重过充或过放，就极有可能永久损坏，甚至引发起火等危险。铅酸电池的BMS要求相对简单，甚至很多时候是没有BMS的，这大大降低了系统的复杂性和故障点。
5. “随处可见”的回收体系——成熟的回收链:
铅酸电池回收已经形成了一个非常成熟和完善的全球产业链。大量的废旧铅酸电池可以被高效地回收和再利用，这在环保和成本上都有优势。而锂电池的回收技术虽然在进步，但目前仍然面临挑战，回收效率、成本以及处理过程中可能产生的环境问题，都需要进一步解决。
为啥锂电池“上位”这么难？—— 那些挡在前面的挑战
虽然锂电池的能量密度高，能让车更轻、续航更长，但用它来做启动电源，真的不是换个接口那么简单，它需要克服几个相当棘手的难题：
1. “情绪化”的低温性能——需要“暖宝宝”:
前面提到了，锂电池在低温下“罢工”的问题非常突出。要让它在零下几十度的环境中依然能提供启动电流，就需要一套主动加热系统。这套系统不仅增加了成本，还占用了宝贵的能量，而且还会增加系统的复杂性，一旦出问题，启动不了车的几率就更高了。
2. “玻璃心”的安全性——需要“贴身保镖”:
锂电池的能量密度高，意味着它储存的能量更多，一旦失控，后果会非常严重。尤其是在汽车这样一个需要高可靠性、低故障率的场景下，对锂电池的安全性要求极高。要保证锂电池在各种极端工况下（比如碰撞、短路、过充过放）都不发生危险，就需要非常复杂的电池管理系统（BMS）。BMS需要实时监控电池的电压、电流、温度，进行精确的充放电控制、热管理，甚至要设计多重安全冗余。这就像给电池配了一个全天候的、高度警惕的“贴身保镖”，成本自然高昂。
3. “金贵”的成本——钱包在哭泣:
我们都看到了，现在电动汽车的动力电池成本依然不菲。如果用同样的技术来制造启动电池，即使容量小很多，其单位容量的成本依然远高于铅酸电池。对于一款车来说，启动电池虽然不是核心的续航部件，但它却是必不可少的。如果因为一个启动电池就让整车成本大幅上涨，那对于消费者来说是很难接受的。
4. “充不满”的寿命担忧——循环寿命与成本:
汽车启动只是一个短暂而高倍率的放电过程，它不像电动汽车的动力电池那样需要频繁地进行深度充放电循环。铅酸电池虽然能量密度低，但在这种“偶尔爆发一下”的场景下，它的循环寿命反而是非常足够且经济的。锂电池的优势在于高能量密度和快速充电，但如果只是用来做启动，频繁的高倍率放电对它的寿命影响也需要考虑，而且这种特殊的工况下，锂电池的成本优势就更不明显了。
5. “不习惯”的深度放电——对“过度劳累”的敏感:
铅酸电池在深度放电后，通过充电是可以恢复的，虽然多次深度放电会损伤它，但它的“韧性”比锂电池要好。锂电池一旦出现深度过放，就很可能造成不可逆的损伤，直接影响其寿命和性能。汽车的电气系统设计，有时并不能保证每一次启动都那么“温和”，对启动电源的“容错率”也是有要求的。
未来趋势：锂电池的“新角色”
当然，随着技术的发展，锂电池在汽车启动电源领域的应用也在探索中。一些高端车型，特别是电动汽车，已经开始尝试使用锂离子（Liion）或者锂铁（LiFePO4）等化学体系的电池作为12V辅助电源。
优势在哪里？ 它们可以做得更小、更轻，集成度更高，而且响应速度更快。在电动汽车上，因为有高压动力电池，可以更方便地对其进行充电和管理，甚至可以利用动力电池的能量来为启动锂电池加热。
挑战依然存在。 成本、低温性能、以及如何确保在动力电池失效时，这个辅助电源依然能稳定可靠工作，这些都是需要解决的关键问题。
总结一下：
汽车之所以还在大量使用铅酸蓄电池作为启动电源，并不是因为它有多么先进，而是因为它在成本、低温启动能力、可靠性和成熟的回收体系等方面，提供了一个非常“经济适用”的解决方案。虽然锂电池在能量密度上优势巨大，但要取代铅酸电池，还需要在成本、低温性能、高倍率放电下的寿命以及复杂安全性保障等方面有进一步的技术突破和成本优化。
简单来说，铅酸电池就像是那个虽然长得不帅、体重也不轻，但关键时刻总能稳稳地启动你的“老伙计”；而锂电池则像是那个轻巧灵活、能量充沛的“小鲜肉”，但要让他在严寒中给你“吼”一嗓子，还得给它穿上厚棉袄，配上贴身保镖，才能放心。所以，在成本和可靠性之间找到一个完美的平衡点之前，那个黑乎乎、沉甸甸的铅酸电瓶，还会继续在咱们汽车的发动机舱里扮演着重要的角色。
网友意见
铅酸电池之所以在启动电源领域占据统治地位而不被锂离子电池取代，自有其原因：
1 需求
目前锂离子电池主要应用在手机、平板电脑等3C类电子产品领域，在已经商业化的电池中具备最高的能量密度，但是仍然不能满足人们的需求，为什么？归结起来一句话，有限的空间内塞不进去更大的电芯。锂离子电池自1990年索尼公司商业化以来虽然在制造工艺和研发新材料方面不断进步，但是其反应机理和商业化的正负极材料（石墨和钴酸锂）基本没有发生本质的变化。所以相对于电子产品遵从摩尔定律的升级速度来说显然跟不上脚步，但是人们对3C产品的体积、重量又有着严格的要求，所以能够提供给电池的空间有限，故只能在续航上做出让步；
但是汽车则不同，他能够提供足够大的电池存放空间，虽然锂离子电池具有较高的能量密度，但是为了节省掉那一点点空间而更改全套的供电和用电系统，如
@梁睿智所言，这显然是一个费事耗力的事情，需要一系列的用电零部件配合；从成本上来说不划算，在空间成本和相关配套元件的更改成本选择上，汽车厂商更愿意选择前者，毕竟这么点空间相对整个汽车来说并不是多大的事情。
所以从需求程度上来说，厂商对启动电源更换为锂离子电池的意愿并不强烈。
2 性能
尽管大家都公认锂离子电池有一统江湖的趋势，但是至少在两个方面他是弱于铅酸电池的，而这两点在汽车启动电源上更是招招致命：低温性能和大电流性能。
首先说低温性能，铅酸电池在低温下的放电性能其实还是很不错的，在-10℃的温度下以10C倍率放电时，10V以上的电压保持时间能够大于90s，这足以应付中国绝大多数地区的恶劣环境；而锂离子电池的低温性能要差上许多，尤其是呼声最高的LiFePO4（磷酸铁锂）材料，其低温下的放电性能将会急剧衰减，在东北和西北地区很难实现实际应用，或者说距离实际应用还有很远的路要走。
其次是大电流特性，汽车在启动时的瞬间电流大都在200A以上，豪华轿车可能更高。就目前的锂离子电池正负极材料石墨和钴酸锂而言，二者都不属于高功率型的负极材料，在高倍率下性能急剧下降；而当前研究比较成熟的高功率型负极材料Li4Ti5O12（钛酸锂）和正极材料LiFePO4，他们自身又存在很大的硬伤，前者是胀气，后者则是批次性和低温性能差，二者都会导致电池性能的快速衰减，还有可能带来安全隐患。
3 安全性
启动电源使用在汽车上大都是固定在发动机舱的位置，且具有较高的密闭性，因此安全性对汽车来说至关重要，几百安的电流瞬间释放出来所带来的热量和潜在危险不言而喻。
铅酸电池的安全性在目前的电池系统里属于极高的等级，首先，大电流性能优异意味着电池不容易发生意外；其次，即便发生意外，正负极材料都是铅的化合物，而电解液还是硫酸溶液，三者都不易燃，只能是导致周围的零部件燃烧。
而锂离子电池的负极材料是石墨，碳材料的一种，易燃性就不需要多说了。电解液是酯类溶剂和锂盐，酯类溶剂不仅易燃而且还有极强的挥发性（实验室开关手套箱所带来的芳香气味大都拜它所赐），一旦大量放热或者在汽车碰撞时容易发生燃烧甚至爆炸，将事故推高一个等级，后果不堪设想。同时，还有一个重要的因素不可忽略，锂离子电池在大电流放电时容易在负极形成锂枝晶，刺穿隔膜导致电池内部短路进而爆炸，这在锂电界是一个共识。其实其他的问题还有很多，比如电池长期处于高荷电态（SOC）下带来的电极材料稳定性等也是一个较大的问题，目前关于其研究还不多，许多机理还不清楚，等等，锂离子电池的安全性问题太多了，在这里就不一一说明了。
4 成本
在成本上看，铅酸电池的成本毫无疑问是最低的，无论是电极材料，电解液还是装配环境要求等都远远低于锂离子电池。
就电极材料而言，锂离子电池电极材料大都需要复杂的工艺制备，且要经过一个高温热处理过程（石墨化温度大于2000度，正极材料也大都需要七八百度），成本大都在15-20w/吨以上，石墨可能会低一些；铅酸电池使用的氧化铅和硫酸铅相对来说成本会低很多。电解液的话锂离子电池使用多个酯类溶剂价格较高，而且对含水量有严格的要求，大都在几十个ppm以内，电解质盐六氟磷酸锂不仅贵而且还容易分解，造成危险，分解产物之一就是恐怖的HF，百度一下即可知道它的危害！而铅酸电池则是硫酸溶液，这个就不需要多说了吧。
5 环境
目前社会上的呼声大都说铅酸电池污染环境，锂离子电池对环境友好等，其实这是一个很大的误区，之前由于南方小铅酸电池厂太多不注意环保而大肆排放，而且加上国家想要缩减铅酸电池的规模，大力发展新能源，因此媒体的论调也有较强的针对性，实际并非如此。
目前铅酸电池相对于锂离子电池而言做得最好的部分就是回收机制。现在铅酸电池主要应用在电动自行车和启动电源领域，这两个领域都有很强的针对性，那就是用户在换电池时都回到专门的店里去更换，为什么？可以把旧电池折成钱买新的啊！根据我的观察，广大的县城乡镇电动自行车主基本都有这样的意识，汽车更不必说。这些废旧的电池基本都会再回到专门的铅板回收工厂进行二次处理重新制备电极材料。
锂离子电池你见过有专门的机构回收再用来制备电极材料吗？不好意思，我没见过。原因如下：第一，锂离子电池应用领域太广，这就决定了他的回收难度；第二，锂离子电池大都是小型的，平常大家手机或者mp3等不用了大都是直接扔了或者卖了，这些电池最后基本都躺在了垃圾桶里面，虽然锂离子电池里面重金属较少，只有正极材料含有钴金属，但是扛不住全世界这么大的用户体量啊，长期来看，这还是个问题，不过目前并没有机构很重视这个问题，国家应该在这个问题上会越来越重视的。
所以总的来看铅酸电池只要在制造过程中注意好相关的环保措施是没有问题的，因为在使用中都是密封免维护的，最终又会有相对应的回收机制。
6 总结
本人有幸去过国内的江森自控蓄电池公司上海和长兴工厂，感觉公司的保护机制做得非常到位，电池的制造自动化程度也很高；在汽车启动电源领域，国内最好的公司是风帆（保定）和骆驼（襄阳）。在电动自行车领域，国内最好的则是超威和天能（浙江长兴），根据在里面工作的同学的经验，大都在环保上做得很不错。
其实铅酸电池绝对算是化学电源界的一颗常青树，诞生至今已经有一百多年了，近年来虽然一直说要用锂离子电池来取代，但是我觉得在一些领域暂时是根本无法取代的，至少三五十年内是不可能的。大家要用发展的眼光看问题，铅酸电池的研究也一直在进步，目前在汽车启动电源领域依然是无敌的存在，锂离子电池还有很长的路要走，还年轻（25岁），哈哈，希望日后能有更高端的电池出现并取代之！
不同意很多人说的铅酸放电性能好的观点。
目前的动力锂电，随随便便一个3-5AH的电池就可以轻松启动发动机。你想想这个电芯容量只不过和你的手机电池相当。而汽车启动用的铅酸蓄电池，基本上都30-50AH左右。普通的铅酸在这个容量下基本上是启动不了发动机的。动力锂电可以做到70C的放电倍率。
同样的在低温下，目前（2017年）动力锂电的放电性能也比铅酸强很多。其实这些在7，8年前已经比铅酸强了。
锂电不适合作为发动机启动电源的主要原因，还是高温耐受能力不够，大大缩短了电池寿命。
发动机工作时，我们控制水温基本上在90度以上，很多厂家为了节省燃油，会控制在97°C左右。所以机仓内部的温度很高，我们一般都按照105°C作为机仓内零部件的高温工作上限。若是直接安装在发动机基体上的零部件，温度要求更高。
也就是说铅酸虽然有不少缺点，但是胜在体质强。高低温大范围的交变，耐受能力好。还有其他的优点比如成本低，同样容量只是锂电的1/3-1/5。充放电不需要保护板。安全性高。等等，都是采用铅酸的理由。
目前锂电能够勉强用在启动电池方面的，是钛酸锂。东芝也做过一款支持stop-start的启动电池，一款只有3AH左右的钛酸锂电池。stop-start技术需要频繁启动，而东芝只用3AH的钛酸锂电池，可见其放电性能。不过它安装在机仓里面选择了一个较凉快的位置。另外钛酸锂的安全性也很好，所以才能用在这里替代铅酸。
当然，如果我们换个思路，不把锂电放在发动机机仓内部，而是放在尾箱，就会好多了，那么主要需要考虑的是安全性，成本（比如大电流的电缆需要加长，同样容量锂电比铅酸要贵3-5倍，钛酸锂更贵，可能要到10倍的价格）。所以改变策略，还是可以用的。但是目的是什么呢？需要知道汽车厂家首先考虑的是成本，在安全性满足要求的前提下，最低的成本才是决定性的因素。不要说锂电，如果20AH的铅酸能够满足要求，他们都不会用30AH的。
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