儲能電池:碳鉛電池和鋰離子電池-技術專題-亿鼎博新能源
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儲能電池:碳鉛電池和鋰離子電池
2019-07-08

儲能電池技術是製約新能源儲能產業發展的關鍵技術之一。光伏電站儲能、風電儲能和電網調峰等儲能領域,要求電池具有功率密度較大,循環壽命長和價格較低等特點。目前市場上常用的電池有碳鉛電池和鋰離子電池。

鉛炭電池

鉛炭電池是一種新型的鉛酸電池,它將鉛酸電池和超級電容器兩者合一,鉛炭電池性能優於普通鉛酸電池,既發揮了超級電容瞬間大容量充電的優點,也發揮了鉛酸電池的比能量優勢,且擁有非常好的快速充放電性能。而且由於加了碳(石墨烯),阻止了負極硫酸鹽化現象,改善了過去電池失效的一個因素,延長了電池壽命。

鉛炭電池是一種電容型鉛酸電池,是從傳統的鉛酸電池演進出來的技術,普通鉛酸電池的正極活性材料是氧化鉛(PbO2),負極活性材料是鉛(Pb),而鉛炭電池是把活性炭混合到負極活性材料Pb中,因而把普通鉛酸電池變成了鉛炭電池,能夠顯著提高鉛酸電池的性能和壽命。

鉛炭電池的性能遠遠優於傳統的鉛酸蓄電池,可應用於新能源混合動力汽車、電動自行車等領域;也可用於新能源儲能領域,如風光發電儲能等。

鉛炭電池具有與傳統鉛酸電池相近的低廉價格優勢及成熟的工業製造基礎,在各種應用領域有著極強的競爭力優勢。


鉛炭電池的優點:

1、充電快,比普通鉛酸電池提高8倍的充電速度;

2、放電功率提高了3倍;

3、循環壽命提高到6倍,循環充電次數達2000次;

4、性價比高,能量密度可以提升到40~60Wh/kg,功率密度可達300~400W/kg左右,性能已經接近了一部分鋰電池的能力,而且更關鍵的一點,是其成本仍然是0.6~0.8rmb/Wh,低於鋰電池等其它電池,具有很好的價格優勢。

5、鉛碳電池在高、低溫等極端條件下一直可以提供可靠的保障,在-20℃下仍可提供較強勁功率和容量。

6、使用安全穩定,可廣泛地應用在各種新能源及節能領域。

鉛炭電池的缺點:

1、體積大,重量重,不適合用於電動汽車等移動型負荷。

2、低溫狀態工作效率較差。

3、生產、回收過程汙染較嚴重。

鉛炭電池目前是鉛酸蓄電池領域最先進的技術,也是國際新能源儲能行業的發展重點,具有非常廣闊的應用前景。隨著鉛碳電池技術的發展,在固定式儲能、低速電動車、電動自行車等領域都取得很廣泛的應用。

鋰離子電池

常見的鋰離子電池有(1)液態鋰離子電池(電解液為液態,一般采用鋁殼、鋼殼包裝)和(2)聚合物鋰離子電池(采用聚合物作為電解質的鋰離子電池,電解液為固態貨凝膠態,一般采用鋁塑膜軟包裝)。而目前市場上主要的聚合物鋰離子電池有:磷酸鐵鋰電池(動力型)、三元材料鋰電池(動力型)、錳酸鋰電池和鈷酸鋰電池。

鋰離子電池的優點:

1、能量密度高,已達到460-600Wh/kg,是鉛酸電池的約6-7倍;鋰離子電池的重量是相同容量的鎳鎘或鎳氫電池的一半,體積是鎳鎘的20-30%,鎳氫的35-50%。

2、使用壽命長,使用壽命可達到6年以上,普通鋰離子電池的充放電周期可超過800-1000次,磷酸亞鐵鋰則可以達到2000次。

3、額定電壓高(單體工作電壓為3.7V或3.2V)。

4、具備大電流充放電承受力,磷酸亞鐵鋰電池可以達到15-30C充放電的能力。

5、自放電率很低,這是該電池最突出的優越性之一,一般可做到1%/月以下,不到鎳氫電池的1/20;

6、高低溫適應性強,可以在-20℃- 60℃的環境下使用,經過工藝上的處理,可以在-45℃環境下使用;

7、綠色環保,不論生產、使用和報廢,都不含有鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質。

鋰離子電池的缺點:

1、安全性差,過充或大電流放電有發生爆炸的危險。

2、鋰離子電池對充電電壓十分敏感,過充電會導致電池報廢,因此需電池管理或保護線路,防止電池被過充過放電。鋰離子電池的充放電電壓範圍3.0V- 4.2V。

3、生產、回收要求條件高,成本高。

4、溫度對鋰電池壽命和容量有較大的影響。鋰電池的壽命與溫度和充電狀態相關,工作溫度過高則會縮減電池的壽命,深度充電和高溫加快了電池容量的下降。低溫會導致蓄電池容量下降,過低的溫度有可能導致電池損壞。鋰電池的低溫性能差一直是影響鋰電池應用的問題。

毫無疑問,鋰離子電池是目前最好的蓄電池之一,被廣泛應用於各種儲能場所。但是鋰離子電池也是最不安全的電池之一,他需要更多的維護和保護。

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