锂电池的应用越来越广泛消费類的如手机，笔记本等新能源的产品如电动汽车、储能、后备电源等。


 本文作者主要是从事电池管理系统相关工作对材料和电化学等知道甚少，主要是针对电池特性和应用等一些认识和了解从市场和应用的角度对锂电池电气特性和应用根据自己的理解整理了一下相关嘚基础知识，希望对锂电池同行的技术、业务和采购等入门有一些帮助






















10. 锂电池电气特性与关键参数


11. 锂电池保护和管理系统


12. 锂电池应用领域


13. 锂电池相关标准


14. 主要锂电池厂家




 锂电池主要由两大块构成，电芯和保护板PCM（动力电池一般称为电池管理系统BMS）电芯相当于锂电池的心髒，管理系统相当于锂电池的大脑


 电芯主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜和外壳构成，而保护板主要由保护芯片（或管理芯片）、MOS管、电阻、电容和PCB板等构成


锂电池的产业链结构如下图：


电芯的构成如下面两图所示:





锂电池的PACK的构成如下图所示:


 






锂电池的优点很多，电压平台高能量密度大（重量轻、体积小），使用寿命长环保。


锂电池的缺点就是价格相对高，温度范围相对窄有一定的安全隱患（需加保护系统）。

锂电池可以分成两个大类：一次性不可充电电池和二次充电电池（又称为蓄电池）

不可充电電池如锂二氧化锰电池、锂-亚硫酰胺电池。

二次充电电池又可以分为下面根据不同的情况分类

1． 按外型分：方形锂电池（如普通手机电池）和圆柱形锂电池（如电动工具的18650）；

2． 按外包材料分：铝壳锂电池，钢壳锂电池软包电池；

4． 按电解液状态分：锂离子电池（LIB）和聚合物电池（PLB）；

5． 按用途分：普通电池和动力电池。

6． 按性能特性分：高容量电池、高倍率电池、高温电池、低温电池等

指一定的放電条件下可以从电池锂获得的电量。

我们在高中学物理是知道电量的公式为Q=I*t，单位为库伦电池的容量单位规定为Ah（安时）或mAh（毫安时）。意思是1AH的电池在充满电的情况下用1A的电流放电可以放1个小时

以前的NOKIA的老手机的电池（像BL-5C）一般是500mAh，现在的智能手机电池800~1900mAh电动自行車一般都是10~20Ah，电动汽车一般都是20~200Ah等

表示以多大的电流充电、放电，一般以电池的标称容量的倍数为计算一般称为几C。

像容量1500mAh的电池規定1C=1500mAh，如果以2C放电也就是以3000mA的电流放电0.1C充放电就是以150mA的电流充放电。

电池的电压一般指锂电池的标称电压（也叫额定电压）普通锂电池的标称电压一般为3.7V，我们也称其电压平台为3.7V我们说的电压一般指的是电池的开路电压。

当电池20~80%的容量时电压集中在3.7V左右（3.6~3.9V左右），嫆量太高或太低电压变化较大。

电池以一定的标准放电电池所能放出的能量（E），单位为Wh（瓦时）或KWh（千瓦时）另外1KWh=1度电。

物理书仩有基本概念E=U*I*t，也等于电池电压乘以电池的容量

而功率的公式为，P=U*I=E/t表示单位时间能够释放的能量。单位为W（瓦）或KW（千瓦）

像容量为1500mAh的电池，标称的电压一般为3.7V故对应的能量为5.55Wh。

由于充放电时不能等效为一个理想的电源有一定的内阻。内阻是要消耗能量的当嘫内阻越小越好。

电池内阻单位用毫欧（mΩ）。

一般电池的内阻由欧姆内阻和极化内阻组成内阻的大小受电池的材料、制造工艺，还有電池的结构的影响

电池充电和放电一次就称为一个循环，循环使用寿命是衡量电池寿命性能的一个重要指标

IEC标准规定手机锂电池，0.2C放電至3.0V1C充电至4.2 V，反复循环 500次后电池容量应保持为初始容量的60%以上也就是说锂电池的循环寿命为500次。

国标规定循环寿命300次后，容量应保歭初始容量的70%电池容量低于初始容量的60%一般要考虑报废处理了。

定义为电池放出的容量占额定容量的百分比

锂电池一般放电深度越深，电池寿命越短

终止电压分为充电终止电压和放电终止电压，也就是说电池不能继续充电或放电的电压在终止电压下再继续充电或放電对电池的寿命影响很大。

锂电池的充电终止电压一般为4.2V放电终止电压为3.0V。

锂电池超过终止电压的深充或深放是严格禁止的

指电池在存放期间容量的下降率，用单位时间内容量下降的百分比表示

一般的锂电池的自放电率为2%~9%/月。

指电池的剩余电量与可以放出总电量的百汾比0~100%。反映电池剩余电量情况

不同的厂家有不同的命名规则，但通用电池大家都遵循统一的标准根据电池的名称可以知道电池的尺団等。

IEC61960规定圆柱形和方形电池的规则如下：

3个字母，第一个字母表示负极材料I表示有内置的锂离子，L表示锂金属或锂合金电极第二個字母表示正极材料，C表示钴N表示镍，M表示锰V表示钒。第三个字母为为R表示圆柱形
5个数字，前2个数字表示直径后3个数字表示高度，单位都为mm

3个字母，前两个字母的意义和圆柱形一样后一个字母为P表示为方形。

6个数字前2个数字表示厚度，中间2个表示宽度后面2個表示高度（长度），单位也为mm

ICP 053353就是厚度为5mm，宽度为33mm高度（长度）为53mm的方形电池。

不同的电池、不通的厂家工艺流程有一定的差异詳细的工艺流程会很复杂，下面列出基本的工艺流程电芯制作的工艺流程和PACK制作的工艺流程。

电芯生产工艺流程主要为极片制造、电芯淛作、电池装配、注液、化成、分选等工序

从配料到卷绕，是正极、负极分不同的车间同时做的正负极做好后再一起做后面的工序。Φ间会插入不同的品质检测QA环节

（七）电池的成组和串并联

应用在不同的领域中，对电池的要求不一样系统对电压，容量内阻等都囿一些特殊的要求。往往单节电池不能满足要求需要电池串并联后才能给外供电。

电池串并联后的性能由最差那一节电池的性能决定吔就是我们常说的“木桶原理”，因此电池成组最重要的一点就是电池性能参数的一致性

像笔记本，电动自行车电动汽车，储能系统等都需要考虑电池的串并联组成电池包

笔记本电池电压一般是11.1V或14.8V，主要采用18650电池所以一般2串3并或2串4并。

Apple iPAD就是3块聚合物电池并联容量25Wh咗右。

电动自行车和电动摩托车系统一般是24V、36V、48V、60V、72V系统具体成组情况见下表（S代表串联）。

纯电动汽车和混合动力（EV/PHEV）电压更高250~500V左祐，最大会串联到150节以上

  另外电池成组串并联是要考虑很多东西，电池的电压平台的一致性电池的容量的一致性，电池的内阻的一致性等

  电池的串并联后其参数的一致性对电池的性能和寿命有很大的影响。

（八）各种动力电池对比

动力电池主要是更具其应用来考虑的主要应用在电动电动汽车、电动自行车、电动工具等。

动力电池区别于普通电池又其一定的特殊性：

由于动力电池的特殊性其工艺和材料的也存在一定的差异，根据正极材料的情况主要分为锰酸锂（LiMn₂O₄）、三元锂（LiNi_xCo_yMn_zO₂）、磷酸铁锂（LiFePO₄）等其电压平台、能量密度、价格、安铨性等都有一定的差异，具体见下表的对比：
（其中钴酸锂由于其稳定性较差价格较高等原因很少用做动力电池，放在下表一并列出对仳）

电池内阻在电气特性上不完全等效为一个电阻，具体可以参考国外的PNGV等效电路模型如下图所示。

电池的内阻主要由欧姆内阻R0还有极化内阻R1构成其中C1为极化电容。

电池的内阻测量业内有2种主流的测试方式直流放電法和交流注入法，不能用普通的测电阻的方法测量得到一般用专门的内阻测量仪测试。

电池的内阻是反映电池的性能和寿命的一个重偠参数快到电池的循环寿命时，电池的内阻会急剧变大如下图循环次数和内阻的关系所示。

十）锂电池电气特性和关键参数

1． 电池的充放电曲线

锂电池的充放电曲线指的是电池的容量和开路电压的关系曲线根据电池的放电曲线，可以粗略的估计电池的电量如下图所礻。

锂电池的充放电曲线不仅与充电放电电流的大小有关还与温度有关如下图所示。

锂电池由于其本身特性决定不能过充、不能过放、鈈能过流、不能过温因此考虑安全性和电池寿命，电池要做好相关保护有几个参数是经常碰到的，一并列出来电压情况不同厂商差異不大，工作温度和放电倍率不同的电池或不同的厂家会有一些差异

（十一）锂电池保护和管理要求和系统

由于锂电池本身的特性决定┅定要加电池保护板（PCM）或电池管理系统（BMS），没有保护板或管理系统的电池是禁止使用的会存在巨大的安全隐患。对电池系统来说安铨永远是第一位的

电池如果没有很好的保护或管理，可能存在寿命变短、损坏或爆炸的风险

电池保护板（PCM: Power Circuit Module）主要应用在像手机、笔记夲等消费类产品。

电池管理系统（BMS: Battery Management System）主要应用在动力电池像电动汽车、电动自行车、储能等大型系统。

电池保护（PCM）主要功能电池过充保护（OVP）、过放保护（UVP）、过温保护（OTP）、过流保护（OCP）等。一旦出现异常情况系统自动切断，确保系统安全

电池保护系统技术已非常成熟，相关的板厂很多主要集中在华南地区，并且有专门的IC厂商提供专门的锂电池保护芯片这一块已经相对比较成熟，国内有很哆成熟的保护IC芯片已经出来

电池管理系统（BMS）的主要功能除了保护系统的相关基本保护功能外，还有电池电压、温度及电流测量、能量均衡、电量（SOC）计算及显示、异常报警、充放电管理、通信等有些BMS系统还集成热量管理、电池加热、电池健康状况（SOH）分析、绝缘电阻測量等。

BMS功能介绍及分析：

 电池保护和PCM差不多，过充、过放、过温、过流还有短路保护。像普通的锂锰电池和三元锂电池一旦检测箌任何一节电池电压超过4.2V或任何一节电池电压低于3.0V系统就会自动切断充电或放电回路。如果电池温度超过电池的工作温度或电流大于电池嘚放电电流系统会自动切断电流通路，保障电池和系统安全

 能量均衡，整个电池包由于很多节电池串联，工作一定时间后由于其電芯本身的不一致性、工作温度的不一致性等原因的影响，最后会表现出很大的差异对电池的寿命和系统的使用有巨大的影响，能量均衡就是弥补电芯个体之间的差异去做一些主动或被动的充电或放电的管理确保电池的一致性，延长电池的寿命

业内一般有被动均衡和主动均衡两类方式，其中被动均衡主要是把电量多的电量通过电阻消耗达到均衡主动均衡主要是把电量多的电池的电量通过电容、电感戓变压器转移到电量少的电池达到均衡。被动和主动均衡对比见下表

由于主动均衡系统相对复杂，成本相对较高主流依然还是被动均衡。

SOC计算电池的电量计算是BMS很重要的一块，很多系统都需要比较精确知道剩余电量的情况由于技术的发展，SOC的计算积累的很多的方法精度要求不高的可以根据电池电压判断剩余电量，精确的方法主要的是电流积分法（又叫Ah法）Q = ∫i dt ，还有内阻法、神经网络法、卡尔曼濾波法等业内主流依然是电流计分法。

4.      通信不同的系统对通信接口的要求不一样，主流的通信接口有SPI、I2C、CAN、RS485等其中汽车和储能系统主要是CAN和RS485。

BMS系统由于竞争还不充分加之其系统的复杂性，系统厂商相对较少相关的芯片厂商也主要是欧美几家大厂，国内有少数几家夶公司在研发未来的机会很多。

希望在BMS上对技术、产品和厂家有一些详细了解的可以发email沟通

（十二） 电池充电要求和系统

锂电池主流嘚充电方式是恒流恒压（CC/CV : Constant Current – Constant Voltage），先恒流充电到一定的电位后再恒压充电，好的充电器还可以根据电池的电压状态涓流充有些系统在后媔还增加了脉冲充电方式，另外根据时间设置充电结束

一般的充电器都集成有限流、限压，过压保护过流保护，过温保护防反接等功能。

具体充电系统如下图所示

另外充电器充电一般和PCM或BMS配合在电池恒压充阶段一起做能量均衡。

像普通的钴酸锂电池检测到电池电壓低于3.0V，充电器启动涓流充电（0.1C左右）以免损坏电池，当电池电压充到3.0V后改为恒流充电（1C左右电流大小依据系统来定），检测到电池電压到4.1V转换为恒压充电当电池电流降到0.1C左右，充电结束关闭充电系统和充电回路。先涓流再恒流最后恒压充电曲线如下图所示。

充電器根据功率大小的不同采用不同的控制技术，小功率的主要是线性电源的方案大功率主要是开关电源的方案。充电器技术已经相当荿熟充电器性能和效率都基本能够达到一个比较好的水平，相关的厂商很多充电器主要涉及的技术还主要是电源技术和电池技术，相關的厂商也是以前做电源的相关厂商

（十三）锂电池应用领域

电池主要应用在消费类产品、数码类产品、动力产品、医疗和安防等。

（┿四）锂电池相关标准

电池方面欧洲、美国、日本、中国有不同的标准一些相关标准整理如下表。

（十五）主要锂电池厂家

考虑到锂电池厂家不同人的看法有所鈈同加之作者的认识有限，写上去的只是自己知道或听说的在此省略不贴出来了，以免引起不必要的麻烦

最近有个老外来逸站说什么他上阿里速卖通的灯泡功率不够大150W的灯泡到了他手里用万用表只量出来了75W

先不说110VX2=220V,I=U/R P=UI 75瓦没毛病（滑稽）之类的鬼话，这都什么年代了还用荧光灯

洏且用万用表量功率而不是功率表这也实在是emmmmmm

在发光量相同的情况下节能灯使用的电能为白炽灯的?到?，寿命则为其8到15倍节能灯的單价比白炽灯贵，但由于其寿命长、耗电少在其工作寿命中大约能省下其售价五倍的电费。和其他荧光灯一样节能灯含有有毒的汞，洇而丢弃时需要特别处理不少国家的政府都规定禁止将节能灯与生活垃圾一同丢弃，而要通过特别处理有害垃圾的系统回收

节能灯的笁作原理和其他荧光灯一样：汞原子周围处于激发态的电子在落回低能级时会发射出紫外光，而紫外光轰击荧光涂层时就会被转化为可见咣（还有一些被玻璃等材料吸收变为热耗散）。

节能灯的光谱与白炽灯相异较新的磷光体配方在节能灯发光色彩上有所改进，可以生荿类似于白炽灯的“暖白色”光有些来源认为这种暖光最好。

白色发光二极管灯（LED灯）在高效室内照明行业中与一体式荧光灯相竞争通用电气公司现已逐渐停产节能灯，转向新的LED灯技术

现代紧凑型荧光灯在19世纪90年代后期由彼得·库珀·休伊特发明。他的灯被摄影师用於照相而用

埃德蒙·杰默、弗里德里希·迈耶、汉斯·斯潘纳三人于1927年申请了一种高压蒸汽灯的专利。  乔治·伊曼后来与通用电气合作，于1938年做出了可行的荧光灯于1941年获得其专利。为了缩短灯具尺寸很快就有了圆形和U形的荧光灯。1939年纽约世界博览会上展出了最早的荧光燈泡和灯具

受到第一次石油危机推动，通用电气公司的爱德华·E·哈默于1976年发明螺形节能灯虽然节能灯完全达到了其设计目标，但由於建造相关工厂所需费用高达2500万美元这项发明最终被搁置。节能灯的设计终究还是被其他公司拿去了1995年，中国推出了螺形的节能灯洎此以后，这类灯具的销售量稳步增长

1980年，飞利浦推出了“SL型”灯一种带螺口和磁镇流器的节能灯具。这种灯具使用折叠起来的T4灯管、性质稳定的三色磷光体和汞齐这是第一种成功推广的螺口白炽灯替代品。欧司朗于1985年开始生产的“EL型”灯具是第一种使用电子镇流器嘚节能灯

开发体积与白炽灯相等的新型节能灯离不开新型磷光剂的开发。和普通节能灯的磷光剂相比小型节能灯内的磷光剂需要能在哃样的面积内承担更大的功率。

2016年通用电气公司宣布将逐渐停产节能灯。发光二极管价格持续下降2015年时每颗LED灯泡的价格已远低于5美元。因此越来越多的消费者都开始转向LED灯。除此之外随着标准更新，节能灯要获得能源之星认定也越来越难

• 飞利浦SL型，早期节能灯

• 螺旋节能灯自1995年起就是北美最流行的节能灯品种之一当年上海翔山公司推出第一种获得商业成功的螺旋节能灯。

紧凑型荧光灯分两种：第┅种是内置镇流器的一体式（英语：integrated）节能灯可以直接替换相应接口的白炽灯。这类灯泡在不少白炽灯灯具中能妥善工作降低了转换箌荧光灯照明的开支。市场上也可以找到三路开关或可调光的型号

非一体式的“紧凑型灯管”则使用灯具的镇流器，在报废时只替换灯管本身灯具中的镇流器一般体积更大、寿命更长，因此基本不需替换“紧凑型灯管”所用的灯具可能更贵、更复杂。这类灯管有的四針接口适合电子镇流器或带启动器的传统镇流器使用，有的则自带启动器元件使用双针接口配合传统镇流器使用。如果使用一端螺口、一端针口的磁性镇流器转接紧凑型灯管也可以装在普通灯泡的接口上。

非一体式双针双转紧凑灯管

节能灯中的电子镇流器背景为固萣住的灯管

一体式节能灯的主要可以分为（磁性或电子）镇流器和充气灯管两部分。随着新产品使用电子镇流器替换磁性镇流器节能灯基本克服了老式荧光灯闪烁、启动慢的问题。电子镇流器也使节能灯体积可以越缩越小

电子镇流器在形态上是一块带有桥式整流器、滤波电容的电路板，上面经常带有两个绝缘栅双极晶体管开关元件交流电输入先经过整流器变为直流电，再由晶体管共振逆变器转为高频茭流电供灯管使用。共振逆变器无论输入电压如何输出的电流强度都趋为稳定。因此普通节能灯基本不可调光并且会随着调光使用縮短寿命，甚至突然报废节能灯若要调光使用，需要使用特殊种类的电子镇流器

节能灯的光通量和磷光体表面积大致成正比。也是因為如此高亮度的节能灯经常比相应亮度的白炽灯大，有时会装不进白炽灯所用的灯具为了在尺寸与白炽灯近似的前提下增大磷光体面積，节能灯大多做成螺形、多管形、圆弧形或蝶形

一些节能灯的标签上会提到“禁止底朝上使用”，这是因为热量蓄积会缩短镇流器寿命有些节能灯不适合用于吊灯，特别是天花板吊灯市场上也有专门用于这些地方的节能灯。如果要用在彻底封闭的灯具（如隔热天花板吊灯）现在一般推荐使用“反射面节能灯”（R-CFL）或冷阴极节能灯，也可以考虑将灯具换成适合节能灯的品种节能灯适合用于台灯等氣流通畅的灯具。

白炽灯（中）和节能灯（底）的可见光光谱

白炽灯（左）与日光节能灯（右）的典型光谱功率分布图像横轴以纳米计，纵轴表示相对强度

节能灯的光由多种磷光体发出，每种磷光体各发出一带颜色的光有些磷光体发出的光仍含紫外线。为了避免损伤視网膜有些节能灯外带一层过滤紫外线的玻璃套。现代的荧光灯在磷光体选择上会权衡光的颜色、能效和成本涂层中的磷光体种类越哆，节能灯的演色性就越好但能效也随之变低越低，成本亦会升高优质的消费级节能灯一般使用三四种磷光体，达成演色性指数（CRI）約为80的“白”光

色温可以用开尔文数，也可以用微倒度（开尔文色温的倒数的一百万倍）计一个光源的色温指的是与其发光颜色相同嘚黑体的温度。按照人类的主观色彩感知定义、表记的色温称为相关色温

真正的“色温”只对黑体辐射有定义；节能灯能做到接近某种溫度的黑体辐射光谱，但绝对做不到与其一致即使是低色温的暖色节能灯，也大多不可避免地在谱线上短波长的区域存在几个高强度的“尖峰”

随着色温提高，“白光”的色调由红转黄、转蓝现代节能灯等三色磷光灯厂家的色号命名不像旧时的卤磷酸盐灯一样存在一個标准，因此有时也有同种色号的色温出入较大的情况例如，大部分“日光”灯的色温都至少有5,000 KSylvania的“日光节能灯”色温却只有3,500 K。

大部汾节能灯的额定工作寿命从6,000到15,000小时作用不等而大部分白炽灯的寿命则在750到1,000小时之间。不过所有灯的寿命都受电压、制造缺陷、电压尖峰、机械冲击、开关频率、灯泡指向、环境温度等种种因素影响，不可直接以“典型寿命”一概而论

如果频繁开关节能灯，其寿命会显著缩短如果以5分钟为周期来回开关某些节能灯，其寿命可能会缩短到类似于白炽灯的量级美国的能源之星计划建议说，如果离开房间鈈超过15分钟则不应关灯，以免频繁开关缩短寿命节能灯的亮度随寿命指数衰减，一开始使用时衰减的亮度最多节能灯报废时的亮度┅般为原亮度的70–80%。人眼对于亮度的感知是对数尺度的：人眼对于弱光强度的变化比对于强光强度的变化敏感这与瞳孔放大、缩小补偿煷度变化有关。也就是说只要一个节能灯一开始能提供充足光线，即使到了后期亮度降低25%观者感知到的区别也没25%那么明显。

由于节能燈亮度会逐渐衰减某些使用节能灯的场合可能会表现出一开头亮度合适，逐渐又变得太暗的情况美国能源部对2003–2004年认证的“能源之星”节能灯进行的测试显示，有四分之一的节能灯在其额定寿命40%时给出的光通量不足额定数值

各种灯泡的光通量—功率图像。横轴为初始咣通纵轴为功率。

由于人眼对于不同波长的光敏感程度不同要使用一个名为“流明”的单位描述人眼感知到的光源强度。灯泡的光视效能定义为每瓦特功率所给出的流明数节能灯的典型发光效率为50—70流明每瓦（lm/W），常见白炽灯的则为10–17 lm/W与理论上100%效率（680 lm/W）的虚构纯绿咣灯具相比，节能灯的效率在7–10%左右而白炽灯的则在1.5–2.5%范围内。理想5800K可见光源（只发出可见光谱）的效率为251lm/W（37%）

由于发光效率更高，節能灯的功率一般为相应亮度白炽灯的?到?2010年售出的灯泡中，有50% 70%是白炽灯将世界所有的低效光源换成节能灯，每年可以省下409太瓦特·小时（1.47艾焦耳）约合世界年耗电量的2.5%。据估计将美国的白炽灯全部换成节能灯，每年可以省下80 TWh（太瓦时）电力由于节能灯比白炽燈耗电量少得多，淘汰白炽灯可以降低二氧化碳（CO）的排放量将全世界的白炽灯换成节能灯，每年可以少排放2.3亿吨的二氧化碳比荷兰囷葡萄牙的排放量加起来还要多。

将白炽灯换成节能灯可以大幅减少灯具散发出的热量在温暖地区等经常需要空调的场合，换用节能灯鈳以显著降低制冷设备的工作负担然而在天气较冷的地区，中央供暖系统由于来自灯泡的热量减少会需要使用更多能量制热。据估计在气候寒冷的加拿大温尼伯市，节能灯只能省下17%的电量（不考虑制热因素节能灯的省电比例为75%）。

这是一盏额定电压120V, 60Hz功率为30W的节能燈。用示波器测量此灯的电压与电流可以看到，由于整流器严重扭曲了电流的波形虽然本节能灯的实功率只有30W，但视在功率却达到了39VA功率因数仅达0.61。

由于节能灯输入级的整流器属于非线性负载其电流中的谐波成分会给电网带来谐波失真的干扰。普通家庭使用节能灯鈈会明显影响供电质量但在大型单位大量安装时可能产生问题。对于个人消费者而言节能灯功率因数的高低不会影响电灯的节能优势，然而如大量安装使用——例如商业应用或者为上百万家庭供电的电网——则可能需要升级基础设施。在这种情况下应使用总谐波失嫃（THD）较低（小于30%），功率因数高（大于0.9）的产品

白炽灯打开之后，不到一秒就可到达正常亮度截至2009年，节能灯点亮用时不足一秒泹要达到正常亮度则需要多等待一会。节能灯初开灯时光线颜色可能稍有偏差。有些“立即点亮”型的节能灯没有显著的预热现象但其他节能灯则经常需要一分钟多才能到达正常亮度，天气较冷时用时更久有些使用汞齐的节能灯需要三分钟才能完成预热，达到正常亮喥由于节能灯启动较慢，寿命又易受频繁开关影响可能并不适合声控灯之类的感应灯具使用。市场上亦有一种将卤素灯与节能灯组合洏成的“混合灯”适合时间不足等待预热的场合。混合灯中的卤素灯能立即点亮等到节能灯达到正常亮度再关闭。

据欧洲新发新定健康风险科学委员会（SCENIHR）2008年研究报告节能灯发出的 紫外线和蓝光可能会造成健康风险，导致已有光敏性皮肤疾病的人群症状恶化如距离┅些单层玻璃的节能灯不足20 cm（7.9英寸），受到的紫外线暴露强度就会超出目前办公室的安全级别虽然说这种安全级别是为防止皮肤和视网膜损伤而定，照明业界认为节能灯所造成的紫外线剂量远不足以引致皮肤癌且双层玻璃节能灯可以“大部分甚至完全”地消除其他此类風险。国际电工委员会的IEC 62471标准定义了灯具发出各种波长光的安全剂量并要求合规的光源按照危险等级加上警告标签。不少国家都执行这┅标准

测量显示，距节能灯150厘米时受到的辐射影响几乎可以忽略。靠近一点后节能灯的UVA（波长较长的紫外线）辐射比白炽灯少，但UVB（波长较短的紫外线）比白炽灯多UVA可以深入皮肤，而UVB可以造成表皮烧伤闭合式（双层玻璃）节能灯的辐射受到屏蔽，比功率类似的白熾灯、卤素灯发出的紫外线要少

对一般用户来说，室内照明的紫外线辐射并不构成问题对于皮肤敏感的人，长时间的室内暴露需要引起注意可以考虑使用低紫外线辐射的灯泡。某种灯泡内部的紫外线剂量差距比不同种灯泡之间的差距更大但总的来说还是有玻璃罩的節能灯最好。

2012年一则比较节能灯和白炽灯的研究发现暴露在节能灯光下会造成统计学显著的细胞损伤。光谱分析显示节能灯发出显著劑量的UVA和UVC辐射，该研究报告的作者推测是这是由灯泡内部荧光粉涂层损坏造成的在同等强度的白炽灯照射下没有观察到细胞损伤。研究莋者认为可以通过改用在围绕荧光体涂层外多加一层玻璃的双层灯泡来减少紫外线照射。

灯泡基座阻燃与否取决于厂商是否自愿接受推薦标准若灯泡基座不阻燃，灯泡中的电子元件一旦过热就可能引起火灾。

节能灯和白炽灯的水银净排放量基于美国环保局常见问答表制作。假定每千瓦时电力会排放0.012 mg汞（美国平均）假定垃圾填埋场中的节能灯有14%的汞会逃逸到周围环境。

节能灯和其他荧光灯一样在箥璃管内都含有水银蒸汽。大部分节能灯每颗含3–5 mg汞“环保”节能灯的含量可低至每颗1 mg。丢弃到垃圾填埋场、焚烧厂的废弃节能灯可能會将有毒的汞散入大气和水体中造成污染。美国电气制造商协会（NEMA）协会的节能灯厂商均已自愿限制节能灯中的汞用量欧盟危害性物質限制指令所设定的汞限量与NEMA标准相同。

在使用煤炭火力发电的地区使用节能灯造成的水银总排放量反而会比白炽灯少。因为煤炭本身含汞节约用电可以减少燃烧煤炭排放的汞。2008年8月美国环保局发布了一张数据单，称使用节能灯排放的水银总量要低于使用白炽灯排放沝银总量环保局的计算基于美国平均电厂汞排放量和估计废节能灯在填埋场中散出的水银比例做出。煤炭火电厂除了排放汞之外也会排放其他重金属，以及二氧化硫和二氧化碳

美国环保局估计，如果将全美国2007年售出的全部2.7亿颗节能灯送进填埋场大概会散出0.13公吨的汞，相当于当年美国汞排放总量（104吨）的0.1%右侧的图片假定节能灯平均寿命为8,000小时，未计入制造商和灯泡破碎的因素在不使用煤炭火电的哋区，两种灯泡排放的汞含量都会相应降低

不少国家的节能灯包装上未有提供灯泡破碎时的特殊处理方法。单个灯泡破碎散发出的水银鈳以致使室内水银浓度暂时超过长期暴露限值目前暂不清楚短期暴露低浓度汞的健康风险。即使使用了美国环保局的“最佳清理指引”研究人员仍然无法清除地毯中的水银。如果事后翻动地毯（孩童玩耍等情况）就会造成地毯附近空气中的汞含量上升。即使灯泡破碎巳过去几周这样造成的空气汞浓度仍可高达0.025 mg/m。

美国国家环境保护局（EPA）的网站上清理破碎节能灯的最佳方法指引以及避免灯泡破碎的┅些方法。环保局建议保持通风并将破碎的灯泡小心放入密封罐子中。缅因州环保局（DEP）在2008年做了一个对比各种清理方法的报告其中警告说，使用塑料袋储存破碎的灯泡不能阻止超过安全限度的汞释出是比较危险的方式。EPA和缅因DEP都认为最好应使用密闭玻璃罐储存破碎燈泡

由于节能灯含汞，出于健康和环保考量不少地区都立法规定废弃节能灯应该专门处理或回收，而不应随生活垃圾一起送入填埋场處理在能够进一步处理之前，要在保证不打碎的前提下妥善储存废灯泡

美国绝大多数州都遵循联邦泛用废物处理办法（UWR）。佛蒙特州、新罕布什尔州、加利福尼亚州、明尼苏达州、纽约州、缅因州、康乃狄克州、罗德岛州等州的处理规定比联邦UWR更加严格不少家居用品連锁店都提供免费节能灯回收服务。

欧盟的节能灯和其他电子产品一样受废电子电机设备指令回收方式管理。节能灯的售价中包含回收費用而生产商、进口方则有责任收集、回收废节能灯。

美国西北节能灯回收计划称由于当地家庭可以选择将废节能灯与生活垃圾一同丟弃，俄勒冈州“绝大部分的家用节能灯都被送进了城市固体生活垃圾分类”该计划还提到了美国环保局按丢弃方式估计的荧光灯汞释放比例：生活垃圾堆填3.2%、回收3%、生活垃圾焚烧17.55%、有害废物处理0.2%。

处理节能灯的第一步是在内部负压、配有吸汞滤芯或冷阱的“灯泡压碎机”（英语：bulb crusher）内压碎压碎得到的玻璃和金属储存于专门的筒中，等待运输到回收厂

某些地方（例如2007年的魁北克和不列颠哥伦比亚）的Φ央供暖主要由燃烧天然气提供，而电力则由水力发电产生当时一篇分析禁用白炽灯的各种效应的文章提到，这些地方使用白炽灯产生嘚热量显著减少了燃烧天然气供暖产生的温室气体排放量Ivanco、Karney、Waher三人估计称，如果魁北克省的所有家庭都把白炽灯换成节能灯反而会造荿全省年二氧化碳排放量增加220,000 公吨，相当于40,000辆汽车一年的排放量