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储能电池的分类及选型--1

 

1、铅酸类电池

1)铅酸电池是用铅和二氧化铅(PbO₂)作为电池负极和正极的活性物质,以稀硫酸为电解质的化学储能装置,实际上就是通过电化学反应实现电能和化学能之间相互转化;它是各类储能系统、应急供电、软/黑启动装置的首选化学电源。

2)一个单格铅酸电池的标称电压是2.0V,能放电到1.5V,能充电到2.4V;在实际应用中,经常是以6个单格串联起来、组成标称电压是12V的铅酸电池模块,再在12V的基础上通过恰当的串并,获得系统接受的电压值(如48V、96V),实现正常的充放工作。

3)铅酸电池的主要构成包括:正负极柱,极板,隔板,电解液,容器等。因为电池模块中有大量化学溶液,所以一般比较重。

                             铅酸电池内部结构图

4)铅酸类电池主要有一般富液型铅酸电池、胶体免维护(太阳能专用)铅酸电池、铅炭电池等几种。在实际使用中,胶体电池和铅碳电池的比例越来大。胶体电池的过放电、自恢复能力和低温充放性能都更优一些;铅炭电池由于在电解液中加了碳(石墨烯),阻止了负极硫酸盐化现象,改善了电池易失效的问题,从而使电池的使用寿命大大提升。

5)铅酸电池的充电模式一般有恒流、恒压、浮充三种模式,也称三段式充电。充电电流是一个很重要的参数,单位一般以C来表示,电池的规格参数中会清晰标注一款电池的最大充电电流,一般是0.1C、0.2C或0.3C;例如某款电池的容量C为200Ah,充电电流为0.1C则为0.1×200=20A,0.2C则为0.2×200=40A;铅酸免维护电池的最佳充电电流应为0.1C左右,充电电流过大或过小都会影响电池的使用寿命。

2、锂电池:锂电池是一类由锂金属或锂合金作为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池;主要分为锂金属电池和锂离子电池。一般说的锂电池指的是锂离子电池,它是二次电池,就是可以支持充放。锂离子电池使用锂合金金属氧化物作为正极材料、石墨作为负极材料,锂离子电池储存锂的主体就是负极材料,它对电池的充放电效率、循环次数等性能起到关键作用。

                           锂电池内部构造示意图
1)锂离子电池根据正极材料的不同主要分为钴酸锂电池、锰酸锂电池、镍酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池等。

2)综合权衡价格成本、性能,安全等因素,在实际的储能系统应用中,使用更多的是磷酸铁锂电池。磷酸铁锂离子电池一般被认为不含任何重金属与稀有金属,是无毒、无污染的绿色环保电池。它使用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料,碳作为负极材料,单体额定电压为3.2V,充电截止电压约为3.6V~3.65V;通过串并实现所要求的电压和容量。

                                 锂电池组
3)磷酸铁锂单体电池的主要性能指标:

标称容量 -- 单位Ah或mAh

标称电压 -- 约在3.2V

充电终止电压 -- 约在3.55V~3.6V

放电终止电压 -- 约在2V~2.5V

内阻 -- 约<20mΩ

电池的循环次数 -- 一般>3000次

自放电率 -- 约在5%~8%

4)锂电池在应用时还应包含BMS(Battery Management System),即电池管理系统。BMS系统一般包含中央控制单元、采集单元、显示单元、数据记录单元及外扩展单元几部分。

(1)BMS的主要功能有:

*单体电池参数监测

*SOC(荷电状态)计算

*温度监测及管理

*电池能量均衡控制

*故障诊断告警

*信息显示

*数据记录

*与上位机通讯

发布时间:2024/6/15 7:58:13 查看:108次

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