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智能表计与物联网 · 阅读约 3 分钟

锂亚硫酰氯 vs 锂锰电池:智能表计与物联网锂原电池选型

选 ER(锂亚硫酰氯)、CR(锂锰)还是 ER+SPC 复合电池?化学体系对比、NB-IoT 水表电池寿命计算实例,以及基于亿纬锂能数据的尺寸选型表。

更新于 2026-10-12 · WattSourcing 采购团队 · 数据来自亿纬锂能公开规格

要点速览
  • 锂亚硫酰氯(ER)电池电压 3.6 V,能量为常见锂原电池中最高,年自放电 ≤ 1%,是 10–20 年寿命表计的标准选择。
  • 它的短板是脉冲电流:存放后形成的钝化膜,会在无线模块发射时造成电压滞后。
  • ER 电池搭配 SPC 电池电容器(ER+SPC)可为 NB-IoT、LoRa 和 wM-Bus 提供脉冲电流,无电压滞后,工作温度 −40 °C 至 +85 °C。
  • 锂锰(CR)电池电压 3.0 V,整个寿命期内脉冲能力良好,适合扣式电池设备、安防传感器和消费电子。
  • ER 与 CR 电池不能互换:设备必须按 3.6 V 或 3.0 V 设计。

电池供电的水表、气表、热量表、资产定位器和无线传感器,通常要求一节电池工作 10 到 20 年。主流的锂原电池有两种:锂亚硫酰氯(Li-SOCl₂,型号前缀 ER)和锂二氧化锰(Li-MnO₂,型号前缀 CR)。据亿纬锂能公布,其锂原电池销量和出口量已连续八年位居中国第一。本文介绍如何在 ER、CR 和 ER+SPC 复合电池之间选择,并给出电池寿命计算实例。

两种化学体系对比

锂亚硫酰氯(ER)锂锰(CR)
标称电压3.6 V3.0 V
放电曲线大部分寿命期内非常平坦缓慢下降
使用寿命(EVE 系列数据)最长 20 年以上10 年以上
常温自放电每年 ≤ 1%每年 ≤ 1%
工作温度(EVE 系列数据)−55 °C ~ +85 °C视型号而定
脉冲能力单独使用有限;存放后有电压滞后整个寿命期良好
常见规格½AA 至 D 圆柱、扣式扣式、CR123A
典型用途公用事业表计、定位器、数据记录仪、胎压及工业传感器安防传感器、烟雾报警器、遥控钥匙、医疗器械、电子价签

为什么表计首选 ER 电池

锂亚硫酰氯是常见锂原电池中能量密度最高的体系,在大部分放电过程中保持平稳的 3.6 V,简化了电源设计。一节 D 型 ER34615 容量 19,000 mAh,约 68 Wh。低自放电意味着在 15 年寿命内,电量不会仅因时间流逝而耗尽。

它的弱点是钝化。存放和静置期间,锂负极表面会形成一层氯化锂薄膜。正是这层膜让自放电保持很低,但当无线模块突然需要几十到几百毫安电流时,膜被击穿之前电压会先下跌。如果跌破设备的欠压阈值,就会导致发送失败或设备复位。

解决脉冲问题:ER+SPC

SPC 电池电容器是一种小型可充电锂离子电池,与 ER 电池并联使用。SPC 负责输出短时大电流脉冲,ER 电池在两次发射之间缓慢为它充电。亿纬锂能的复合电池包括 ER14505+SPC1520、ER26500+SPC1550 和 ER34615+SPC1520,可在 −40 °C 至 +85 °C 范围内提供间歇大电流脉冲且无电压滞后。亿纬锂能的 ER 电池和 SPC 电池电容器入选国家制造业单项冠军产品。

SPC 型号标称容量EVE 复合电池中的搭配
SPC0920A8.5 mAh小型传感器(定制搭配)
SPC1520A45 mAhER14250、ER14505、ER34615
SPC1530A75 mAh定制搭配
SPC1550A170 mAhER26500

计算实例:NB-IoT 水表能用多久?

假设一台水表休眠电流 10 µA,每天通过 NB-IoT 上报一次,发射时以 250 mA 持续 10 秒:

  • 休眠:0.010 mA × 24 h = 每天 0.24 mAh
  • 发射:250 mA × 10 s ÷ 3,600 = 每天 0.69 mAh
  • 合计:每天约 0.93 mAh,即每年约 341 mAh
  • 再加上每年最多为标称容量 1% 的自放电

预留 20% 容量应对温度、脉冲损耗和寿命末期电压,估算寿命如下:

电池标称容量估算寿命
ER14505(AA)2,700 mAh约 6 年
ER26500(C)8,500 mAh约 16 年
ER34615(D)19,000 mAh约 28 年

这就是为什么目标寿命 15 年的蜂窝网络表计通常选用 C 或 D 型电池,也说明 250 mA 的脉冲需要 ER+SPC 复合电池,而不是单独的碳包式 ER 电池。以上数字仅作示意,实际设计必须使用规格书中针对您的温度范围、脉冲曲线和截止电压的降额曲线。低温会降低所有化学体系的可用容量。

什么情况下 CR 电池更合适

同尺寸下锂锰电池储能低于 ER 电池,但在整个寿命期内都能很好地输出脉冲,没有电压滞后,适合频繁短时工作的设备:门窗传感器、烟雾报警器、定位标签、遥控钥匙和电子价签。扣式 CR2032(225 mAh)、CR2450(600 mAh)、CR2025 和 CR2016 适合轻薄设备;CR123A(1,500 mAh)适合相机、安防设备和医疗器械。

按尺寸选型

规格锂亚硫酰氯(3.6 V)锂锰(3.0 V)典型设备
扣式ER2450T 550 mAhCR2032 225 mAh、CR2450 600 mAh传感器、标签、胎压监测、钥匙
½AA / ⅔AAER14250 1,200 mAh、ER14335 1,650 mAh–紧凑型传感器、存储器备电
AAER14505 2,700 mAh–传感器、定位器、小型表计
AER17505 3,600 mAh、ER18505 4,000 mAh–表计、数据记录仪
CER26500 8,500 mAh–水表、气表
DER34615 19,000 mAh–蜂窝网络表计、长寿命定位器
CR123A–CR123A 1,500 mAh安防、相机、医疗

设计与采购检查清单

  1. 电压:ER 与 CR 不能互换。新的 ER 电池电压约 3.6–3.7 V,需确认稳压器和传感器能承受,或按 3.0 V 的 CR 电池设计。
  2. 脉冲曲线:向供应商提供峰值电流、脉冲宽度、间隔和最低温度,据此决定选单独 ER 电池、卷绕式电池还是 ER+SPC 复合电池。
  3. 引出方式:注明引线、连接器、PCB 插针或焊片,如需要多节组合也一并说明。
  4. 运输:锂原电池按 UN3090 运输,装在设备中按 UN3091。C、D 等大尺寸电池含锂量较高,按 9 类危险品完全受控运输,请据此安排交期。
  5. 验证:批量放行前,在真实设备中于极限温度下测试样品。

结论

平均电流低的长寿命表计和传感器选 ER 电池;设备需要大电流脉冲发射时加配 SPC 电容器;小型、频繁工作的设备和扣式电池位选 CR 电池。提供设备的休眠电流、脉冲曲线和目标寿命,我们会推荐电池并提供规格书。

常见问题

可以用同尺寸的 ER 电池替换 CR123A 吗?

需先确认设备。ER 电池电压为 3.6 V 而非 3.0 V,可能损坏按 3.0 V 设计的电路。请只使用设备设计所对应的化学体系。

什么是电压滞后?

锂亚硫酰氯电池存放或长时间静置后,锂负极表面的钝化膜会在大电流放电时使电压短暂下跌。并联 SPC 电池电容器提供脉冲电流即可避免这一问题。

LoRa 传感器需要 ER+SPC 复合电池吗?

脉冲较小的低功耗 LoRa 通常不需要;耗电 200 mA 以上的 NB-IoT 或 LTE-M 模块通常需要。提供脉冲曲线,我们帮您确认方案。

亿纬锂能能提供带引线或连接器的电池吗?

可以。锂原电池可定制引线、连接器、PCB 插针、焊片和多节电池组。

锂原电池存放能保存多久?

亿纬锂能公布 ER 和 CR 系列常温年自放电均 ≤ 1%。请在阴凉干燥处以原包装存放。

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