Mit der Beschleunigung der alternden Gesellschaft und den steigenden Reisebedürfnissen von Menschen mit Behinderungen sind Elektrorollstühle als wichtige Mobilitätshilfen auf Batterien als ihre Kernstromquelle angewiesen. Die Leistung dieser Batterien wirkt sich direkt auf die Benutzererfahrung aus. Derzeit sind Lithiumbatterien und Blei-Säure-Batterien zwei häufig verwendete Batterietypen in Elektrorollstühlen. Sie weisen erhebliche Unterschiede in Bezug auf Energiedichte, Ausdauer, Lebensdauer, Sicherheit und andere Aspekte auf, die ihre Eignung für verschiedene Anwendungsszenarien in Elektrorollstühlen bestimmen.
1. Energiedichte und Portabilität
Lithiumbatterien haben einen erheblichen Vorteil in Bezug auf die Energiedichte. Beispielsweise können gängige Lithium-Eisenphosphat-Batterien eine Energiedichte von 130 - 160 Wh/kg erreichen, während die von Blei-Säure-Batterien nur 30 - 50 Wh/kg beträgt. Diese Diskrepanz in der Energiedichte bedeutet, dass Lithiumbatterien bei gleichem Leistungsbedarf kleiner und leichter sind. Nehmen wir einen Elektrorollstuhl mit einer 24-Ah-Batterie als Beispiel. Bei Verwendung einer Blei-Säure-Batterie kann diese bis zu 15 - 20 kg wiegen, während eine Lithiumbatterie mit der gleichen Kapazität das Gewicht auf 3 - 5 kg reduzieren kann. Für Benutzer, die ihre Elektrorollstühle häufig zusammenklappen und transportieren müssen, beispielsweise auf Reisen mit dem Auto oder Flugzeug, erhöht die Leichtigkeit von Lithiumbatterien die Portabilität erheblich und entlastet Benutzer und ihre Betreuer beim Umgang. Darüber hinaus ermöglicht die geringere Größe von Lithiumbatterien eine flexiblere Platzierung innerhalb des Elektrorollstuhls, was die Optimierung des gesamten strukturellen Designs des Rollstuhls erleichtert.
2. Ausdauer
In Bezug auf die Ausdauer können Lithiumbatterien aufgrund ihrer hohen Energiedichte mehr nachhaltige Leistung für Elektrorollstühle liefern. Im Allgemeinen kann die Reichweite eines Elektrorollstuhls, der mit einer Lithiumbatterie betrieben wird, bei Lithiumbatterien und Blei-Säure-Batterien gleicher Kapazität um 30 % - 50 % erhöht werden. Wenn beispielsweise ein Elektrorollstuhl mit einer 48V/12Ah-Blei-Säure-Batterie ausgestattet ist, beträgt seine Reichweite etwa 20 - 25 Kilometer. Nach dem Austausch durch eine Lithiumbatterie mit gleicher Spannung und Kapazität kann die Reichweite jedoch 28 - 35 Kilometer betragen. Für Benutzer, die längere Zeit unterwegs sein müssen, beispielsweise bei gesellschaftlichen Zusammenkünften oder Parkbesuchen, verringert die längere Ausdauer von Lithiumbatterien die Peinlichkeit, unterwegs ohne Strom dazustehen, und erhöht den Komfort und die Autonomie des Reisens.
3. Lebensdauer und Wartungskosten
Lithiumbatterien haben im Allgemeinen eine längere Zyklenlebensdauer. Die Anzahl der Lade-Entlade-Zyklen gängiger Lithium-Ionen-Batterien kann 500 - 1000 Mal betragen, und einige Hochleistungs-Lithium-Eisenphosphat-Batterien können sogar 2000 Zyklen überschreiten. Im Gegensatz dazu beträgt die Zyklenlebensdauer von Blei-Säure-Batterien in der Regel nur 200 - 300 Mal. Unter der Annahme, dass ein Elektrorollstuhlbenutzer die Batterie einmal täglich lädt und entlädt, muss eine Lithiumbatterie möglicherweise nur alle 3 - 5 Jahre ausgetauscht werden, während eine Blei-Säure-Batterie möglicherweise alle 1 - 2 Jahre ausgetauscht werden muss. Der häufige Batteriewechsel erhöht nicht nur die wirtschaftlichen Kosten - eine 48V/12Ah-Blei-Säure-Batterie kostet etwa 300 - 500 Yuan, während eine Lithiumbatterie teurer ist, etwa 1000 - 2000 Yuan - aber unter Berücksichtigung des Wechselzyklus sind die langfristigen Gesamtkosten von Lithiumbatterien tatsächlich niedriger. Darüber hinaus erfordern Blei-Säure-Batterien während des Gebrauchs regelmäßige Inspektionen und das Nachfüllen von Elektrolyt, was recht umständlich ist. Lithiumbatterien hingegen sind grundsätzlich wartungsfrei, was die Nutzungskosten und die betriebliche Belastung der Benutzer weiter reduziert.
4. Sicherheit
Lithiumbatterien und Blei-Säure-Batterien haben jeweils ihre eigenen Sicherheitsmerkmale. Lithiumbatterien enthalten keine schädlichen Schwermetalle wie Blei, Quecksilber und Cadmium, was zu weniger Umweltverschmutzung während der Herstellung, Verwendung und Entsorgung führt. Lithiumbatterien bergen jedoch Sicherheitsrisiken wie Feuer und Explosion bei Überladung, Überentladung oder Kurzschlüssen. Mit den kontinuierlichen Fortschritten der Battery Management System (BMS)-Technologie können fortschrittliche BMS-Systeme jedoch Parameter wie Batteriespannung, Strom und Temperatur in Echtzeit überwachen. Sobald abnormale Bedingungen erkannt werden, werden sofort Schutzmaßnahmen ergriffen, wie z. B. das Unterbrechen des Stromkreises oder das Anpassen des Ladestroms, um Sicherheitsrisiken effektiv zu reduzieren. Obwohl Blei-Säure-Batterien weniger wahrscheinlich schwere Verbrennungs- oder Explosionsunfälle verursachen, verbraucht ihr Herstellungsprozess eine große Menge an Bleiressourcen. Bei unsachgemäßer Entsorgung nach dem Wegwerfen können Schwermetalle wie Blei zu einer ernsthaften Verschmutzung von Boden und Wasserquellen führen. Darüber hinaus ist der Elektrolyt von Blei-Säure-Batterien korrosiv und kann Menschen und die Umwelt schädigen, wenn er ausläuft.
5. Kosten
Derzeit sind die Anschaffungskosten von Lithiumbatterien deutlich höher als die von Blei-Säure-Batterien. Am Beispiel einer 48V/12Ah-Batterie kostet eine Blei-Säure-Batterie 300 - 500 Yuan, während eine Lithiumbatterie 1000 - 2000 Yuan kostet. Dies macht Blei-Säure-Batterien für preisbewusste Benutzer attraktiver. Wie bereits erwähnt, sind die Gesamtkosten von Lithiumbatterien jedoch unter Berücksichtigung der langen Lebensdauer und der geringen Wartungskosten aus langfristiger Nutzungsperspektive wettbewerbsfähiger.
6. Anpassung an praktische Anwendungsszenarien
Basierend auf den oben genannten Eigenschaften eignen sich Lithiumbatterien besser für Benutzer, die hohe Anforderungen an Portabilität, Ausdauer und Lebensdauer haben und über ein relativ ausreichendes Budget verfügen, z. B. Elektrorollstuhlbenutzer, die häufig reisen oder häufig an gesellschaftlichen Aktivitäten teilnehmen. Blei-Säure-Batterien hingegen eignen sich dank ihrer geringeren Anschaffungskosten besser für Benutzer, die preissensibel sind, eine geringe Nutzungsfrequenz haben und einen kleinen Aktionsradius haben. Beispielsweise kann eine ältere Person, die sich hauptsächlich zu Hause aufhält und sich nur gelegentlich in der Nachbarschaft bewegt, ihre Grundbedürfnisse mit einem Elektrorollstuhl decken, der mit einer Blei-Säure-Batterie betrieben wird. Für eine junge Person mit Behinderungen, die häufig an Outdoor-Aktivitäten teilnimmt und Wert auf Reisekomfort legt, ist ein Elektrorollstuhl mit einer Lithiumbatterie jedoch die bessere Wahl.
Lithiumbatterien und Blei-Säure-Batterien haben jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile bei der Anwendung in Elektrorollstühlen. Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Lithiumbatterietechnologie und der schrittweisen Senkung der Kosten wird erwartet, dass Lithiumbatterien in Zukunft eine dominantere Rolle im Bereich der Elektrorollstühle spielen und den Benutzern ein hochwertigeres, effizienteres und umweltfreundlicheres Reiseerlebnis bieten werden.