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储能电池:碳铅电池和锂离子电池
2019-07-08

储能电池技术是制约新能源储能产业发展的关键技术之一。光伏电站储能、风电储能和电网调峰等储能领域,要求电池具有功率密度较大,循环寿命长和价格较低等特点。目前市场上常用的电池有碳铅电池和锂离子电池。

铅炭电池

铅炭电池是一种新型的铅酸电池,它将铅酸电池和超级电容器两者合一,铅炭电池性能优于普通铅酸电池,既发挥了超级电容瞬间大容量充电的优点,也发挥了铅酸电池的比能量优势,且拥有非常好的快速充放电性能。而且由于加了碳(石墨烯),阻止了负极硫酸盐化现象,改善了过去电池失效的一个因素,延长了电池寿命。

铅炭电池是一种电容型铅酸电池,是从传统的铅酸电池演进出来的技术,普通铅酸电池的正极活性材料是氧化铅(PbO2),负极活性材料是铅(Pb),而铅炭电池是把活性炭混合到负极活性材料Pb中,因而把普通铅酸电池变成了铅炭电池,能够显著提高铅酸电池的性能和寿命。

铅炭电池的性能远远优于传统的铅酸蓄电池,可应用于新能源混合动力汽车、电动自行车等领域;也可用于新能源储能领域,如风光发电储能等。

铅炭电池具有与传统铅酸电池相近的低廉价格优势及成熟的工业制造基础,在各种应用领域有着极强的竞争力优势。


铅炭电池的优点:

1、充电快,比普通铅酸电池提高8倍的充电速度;

2、放电功率提高了3倍;

3、循环寿命提高到6倍,循环充电次数达2000次;

4、性价比高,能量密度可以提升到40~60Wh/kg,功率密度可达300~400W/kg左右,性能已经接近了一部分锂电池的能力,而且更关键的一点,是其成本仍然是0.6~0.8rmb/Wh,低于锂电池等其它电池,具有很好的价格优势。

5、铅碳电池在高、低温等极端条件下一直可以提供可靠的保障,在-20℃下仍可提供较强劲功率和容量。

6、使用安全稳定,可广泛地应用在各种新能源及节能领域。

铅炭电池的缺点:

1、体积大,重量重,不适合用于电动汽车等移动型负荷。

2、低温状态工作效率较差。

3、生产、回收过程污染较严重。

铅炭电池目前是铅酸蓄电池领域最先进的技术,也是国际新能源储能行业的发展重点,具有非常广阔的应用前景。随着铅碳电池技术的发展,在固定式储能、低速电动车、电动自行车等领域都取得很广泛的应用。

锂离子电池

常见的锂离子电池有(1)液态锂离子电池(电解液为液态,一般采用铝壳、钢壳包装)和(2)聚合物锂离子电池(采用聚合物作为电解质的锂离子电池,电解液为固态货凝胶态,一般采用铝塑膜软包装)。而目前市场上主要的聚合物锂离子电池有:磷酸铁锂电池(动力型)、三元材料锂电池(动力型)、锰酸锂电池和钴酸锂电池。

锂离子电池的优点:

1、能量密度高,已达到460-600Wh/kg,是铅酸电池的约6-7倍;锂离子电池的重量是相同容量的镍镉或镍氢电池的一半,体积是镍镉的20-30%,镍氢的35-50%。

2、使用寿命长,使用寿命可达到6年以上,普通锂离子电池的充放电周期可超过800-1000次,磷酸亚铁锂则可以达到2000次。

3、额定电压高(单体工作电压为3.7V或3.2V)。

4、具备大电流充放电承受力,磷酸亚铁锂电池可以达到15-30C充放电的能力。

5、自放电率很低,这是该电池最突出的优越性之一,一般可做到1%/月以下,不到镍氢电池的1/20;

6、高低温适应性强,可以在-20℃- 60℃的环境下使用,经过工艺上的处理,可以在-45℃环境下使用;

7、绿色环保,不论生产、使用和报废,都不含有铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。

锂离子电池的缺点:

1、安全性差,过充或大电流放电有发生爆炸的危险。

2、锂离子电池对充电电压十分敏感,过充电会导致电池报废,因此需电池管理或保护线路,防止电池被过充过放电。锂离子电池的充放电电压范围3.0V- 4.2V。

3、生产、回收要求条件高,成本高。

4、温度对锂电池寿命和容量有较大的影响。锂电池的寿命与温度和充电状态相关,工作温度过高则会缩减电池的寿命,深度充电和高温加快了电池容量的下降。低温会导致蓄电池容量下降,过低的温度有可能导致电池损坏。锂电池的低温性能差一直是影响锂电池应用的问题。

毫无疑问,锂离子电池是目前最好的蓄电池之一,被广泛应用于各种储能场所。但是锂离子电池也是最不安全的电池之一,他需要更多的维护和保护。

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