对于频繁循环使用和更严苛的温度环境，气密式镍镉（NiCd）蓄电池是更好的选择；而对于备用电源服务和长保质期需求，阀控式铅酸（VRLA）电池则更具优势。 在低至中等功率应用中，镍镉电池在 100% 放电深度下可实现超过 1,000 次完整循环，而 VRLA 电池约为 200 次。然而，VRLA 的自放电率远低于镍镉电池——在 20 °C 时每月约为 3%，而镍镉电池每月约为 35%。
关键决策在于系统是优先考虑重复循环和温度韧性，还是优先考虑不频繁使用和电量保持。 镍镉电池提供了显著更高的循环耐久性和更广泛的实用高温能力；VRLA 则提供了更低的自放电率和略高的安时效率。
两种化学体系的区别
循环寿命：气密式镍镉更胜一筹
在规定条件下，气密式镍镉蓄电池在 100% 放电深度下可提供 超过 1,000 次完整循环。
VRLA 电池在相同的放电深度下通常提供约 200 次完整循环。这使得镍镉电池在应用需要频繁充放电而非主要处于待机状态时更为适用。
自放电：VRLA 更胜一筹
VRLA 电池能更有效地保持储存能量，在 20 °C 时每月自放电率约为 3%。
气密式镍镉电池的每月自放电率约为 35%。如果没有定期充电，由镍镉电池供电的原型机或仪器在储存期间可能会损失大部分储存能量。
温度适应性：通常镍镉更胜一筹
气密式镍镉电池的额定工作范围约为 −20 °C 至 +45 °C。高温变体可支持高达 +65 °C 或 +75 °C 的运行。
VRLA 电池的额定工作范围通常为 −30 °C 至 +50 °C。因此，在某些设计中，VRLA 可能提供更低的最低工作温度，但在需要持续高温运行的情况下，镍镉通常是更强劲的选择。
温度对 VRLA 性能的影响
额定范围不等于最佳范围
固定式铅酸电池的工作范围可能比其最佳区间更广，但其最佳性能和寿命通常在 20 °C 至 30 °C 左右。
在接近极限的条件下运行是可能的，但不应将其等同于在标准室温下的运行。
高温会增加短期容量但缩短寿命
较高的温度可以增加铅酸电池的可用放电容量，容量在 40 °C 左右之前呈线性上升。
如果仅考虑这一点，这种益处具有误导性。高温还会加速板栅腐蚀，增加自放电，并缩短循环寿命。
温度会加速自放电
对于铅酸电池，温度每升高 10 °C，自放电率大约会 翻倍。
因此，一款在 20 °C 下表现良好的 VRLA 设计，在持续的高温环境下运行时，其保质期优势可能会丧失。
效率与系统影响
安时效率相近
在所述的比较中，两种化学体系都提供了相对较高的安时效率。
镍镉电池超过约 87%，而 VRLA 超过约 90%，这使得 VRLA 具有微弱的效率优势。
效率并非决定性差异
安时效率的差异远小于循环寿命和自放电方面的差异。
对于大多数低至中等功率设计，更重要的问题是能量是通过频繁循环消耗的，还是必须在长时间闲置后仍能保持可用。
应用概况决定了更好的电池选择
低功耗传感器、备份模块或原型机在电气上可能看起来很简单，但其电池性能很大程度上取决于占空比。
一个频繁唤醒、放电和充电的系统会暴露出 VRLA 较低的循环耐久性。一个在仓库中存放数周或数月的系统则会暴露出镍镉电池的高自放电问题。
理解权衡
镍镉并非在所有方面都优越
镍镉电池的高循环寿命和耐温性伴随着一个重大的储存劣势：在所述参考条件下，每月约有 35% 的自放电。
该设计可能需要定期维护充电或采取补偿闲置期间能量损失的充电策略。
VRLA 并非在所有待机应用中都更好
VRLA 因其低自放电率而对备用应用具有吸引力，但高温会实质性地缩短其使用寿命。
当电池在接近其范围上限运行时，热管理、通风和基于温度的现实老化测试至关重要。
全深度循环可能会扭曲比较
所引用的循环寿命数据比较的是约 100% 放电深度 的循环。如果实际应用使用较浅的循环，两种化学体系的实际使用寿命可能会有所不同。
因此，选择时应使用应用测量的放电曲线，而不是仅依赖标称的循环次数。
封装和功率水平仍然很重要
在 1 mW 到 500 mW 的功率水平下，充电电路、保护电路、布线和静态电子元件的损耗可能与负载消耗的能量相当。
应将电池化学体系与完整的电源架构一起评估，而不是孤立地进行评估。
做出正确的选择
以下建议将比较结果转化为实际的选择标准：
- 如果您的主要关注点是频繁的充放电循环： 选择气密式镍镉电池，因为其循环寿命可超过 1,000 次完整循环，而在同等全深度循环下，VRLA 约为 200 次。
- 如果您的主要关注点是长期储存或待机保持： 选择 VRLA，因为其在 20 °C 下的每月自放电率约为 3%，而镍镉电池约为 35%。
- 如果您的主要关注点是高温运行： 优先选择合适的镍镉变体，特别是在运行温度可能达到 +65 °C 或 +75 °C 的情况下；在设计前请验证确切的电池额定值。
- 如果您的主要关注点是冷启动能力： 查看制造商的低温放电数据，因为 VRLA 的额定范围可延伸至约 −30 °C，而镍镉的一般范围始于 −20 °C 左右。
- 如果您的主要关注点是能源效率： VRLA 具有微弱优势，安时效率高于约 90%，而镍镉高于约 87%。
- 如果您的主要关注点是原型验证： 在最终确定设计之前，请在实际占空比、储存间隔、环境温度和放电深度下测试两种化学体系。
正确的选择是其最强特性与系统主要失效风险相匹配的化学体系：镍镉的循环磨损，或 VRLA 的电量保持与热老化。
总结表：
| 参数 | 气密式镍镉 (NiCd) | 阀控式铅酸 (VRLA) |
|---|---|---|
| 循环寿命 (100% DOD) | > 1,000 次循环 | ~200 次循环 |
| 自放电 (20 °C 时) | 每月 ~35% | 每月 ~3% |
| 工作温度 | −20 °C 至 +45 °C (高温变体可达 +75 °C) | −30 °C 至 +50 °C |
| 安时效率 | > 87% | > 90% |
| 最佳用途 | 频繁循环、高温环境 | 待机、低自放电需求 |
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