新闻资讯

太阳能系统储能电池的原理及应用领域

时间:2022-06-07 编辑:池龙新能源 游览:917次

  在夜间和日照不足的紧急情况下为负载供电。常用的储能电池包括铅酸电池、碱性电池、锂离子电池和超级电容器。它们分别适用于不同的场合或产品。目前应用最广泛的电池是铅酸蓄电池,已经发展了160多年。目前衍生的种类很多,有富液铅酸电池、阀控密封铅酸电池、胶体电池、铅碳电池等。发展最快的是锂离子电池。目前有磷酸铁锂离子电池和三元锂离子电池(镍钴锰酸锂LiNiCoMn)。

  1.铅酸蓄电池的工作原理和基本结构

  铅酸蓄电池是以铅和二氧化铅为电池的正负极活性物质,以稀硫酸为电解液的化学储能装置。具有电能转换效率高、循环寿命长、端电压高、安全性强、性价比高、安装维护简单等特点。目前,它是各种储能、应急电源和启动装置中首选的化学电源。铅酸电池的重要组件包括:

  图1铅酸蓄电池重要部件示意图

  1)极板:正负极板由涂有活性物质的特殊合金板栅制成,极板在充放电过程中储存和释放能量,保证电池可靠的容量和性能;

  2)隔板:是置于电池正负极之间的隔离介质,防止电池正负极直接接触而短路。不同类型的铅酸蓄电池隔板材质不同,阀控式蓄电池主要有AGM、PE、PVC

  3)电解液:铅酸蓄电池的电解液是用蒸馏水配制的稀硫酸。电解液在充放电过程中起着在正负极之间传递离子的作用,所以电解液必须不含杂质;

  4)容器(电池壳盖):电池所覆盖的容器,电解液和极片都位于其中,起着重要的支撑作用,防止内部物质溢出和外部物质进入内部结构污染电池。

  2.铅酸电池的类型

  铅酸电池的工作原理是电能和化学能通过电化学反应相互转化。电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是一种带有硫酸溶液的蓄电池。中文:铅酸电池。在放电状态下,正极的重要成分是二氧化铅,负极的重要成分是铅。在带电状态下,正负极的重要成分是硫酸铅。有许多类型,用于光伏储能系统。有三种类型,即富液铅酸蓄电池(FLA)、阀控铅酸蓄电池(VRLA)、铅碳蓄电池等。2.1.富液铅酸电池:

  铅酸蓄电池电解液中的硫酸直接参与电池的充放电反应过程。在传统的铅酸电池中,电池槽中除了极板、隔板和其他固体组装部件之外的剩余空间完全被硫酸电解填充。

  液体,电解液处于过剩状态,故称富液电池,电池极板完全浸入硫酸电解液中。在液体蓄电池的顶部有一个盖子,可以通风,防止液体溢出。在使用过程中,由于水的蒸发和分解损失,要定期开盖补充蒸馏水,调节电解液密度,所以习惯上称之为开放式蓄电池。

  富液铅酸电池的特点是价格低,使用寿命长,但缺点是维护频繁。

  2.2.阀控式密封铅酸蓄电池又称免维护电池,分为AGM密封电池和凝胶密封电池。

  AGM电池采用纯硫酸水溶液作为电解液,大部分存在于玻璃纤维膜中,一部分电解液吸附在电极板内部。AGM密封电池电解液少,极板厚,活性物质利用率比敞口电池低,所以电池的放电容量比敞口电池低10%左右。与现在的胶体密封电池相比,它的放电容量更小。与同规格的富液电池相比,价格更高,具有以下优点:1。循环充电容量比铅钙电池高三倍,使用寿命更长。2.在整个使用寿命周期内具有较高的电容稳定性。3.低温性能更可靠。4.降低事故和环境污染的风险(因为酸液是100%密封的)。5.维护非常简单,减少深度放电。

  胶体电池(GEL  battery),胶体铅酸蓄电池是普通液体电解质铅酸蓄电池的改进。凝胶电解液取代了硫酸电解液,在安全性、存储容量、放电性能、使用寿命等方面都优于普通电池。电解液由硅溶胶和硫酸组成,硫酸溶液浓度低于AGM电池,电解液量多于AGM电池,与富液电池相当。这种电解液以胶体状态存在,填充在隔膜中和正负极之间,硫酸电解液被凝胶包围,不会流出电池。其优点如下:凝胶胶体电池在电解液凝胶后没有游离电解液,漏酸的概率比以前的电池小很多;与稀硫酸相比,它的灌注多,失水少,所以胶体电池不会因失水而失效。灌胶增加了隔膜的强度,保护了电极板,弥补了隔膜遇酸收缩的缺陷,使组装压力没有明显降低,这也是延长电池寿命的原因之一。胶体填充了隔膜和电极板之间的间隙,降低了电池的内阻,提高了充电接受度。所以胶体电池的过放电、恢复能力、低温充放电性能都优于AGM电池。