鉛炭電池應(yīng)用
由于使用了鉛炭技術(shù),鉛炭電池的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池,可應(yīng)用于新能源車輛中,如:混合動力汽車、電動自行車等領(lǐng)域;也可用于新能源儲能領(lǐng)域,如風(fēng)光發(fā)電儲能等。Lead-carbon電池具有與傳統(tǒng)鉛酸電池相近的低廉價格優(yōu)勢及成熟的工業(yè)制造基礎(chǔ),在各種應(yīng)用領(lǐng)域有著極強(qiáng)的競爭力優(yōu)勢。
這種混合技術(shù)能夠在車輛加速和制動期間快速地輸出和輸入電荷,特別適合于微混合動力車的"停止一啟動"系統(tǒng)。鉛碳電池可以提高原來鉛酸蓄電池的功率,延長使用壽命。
鉛碳電池作是一種新型的超級電池,而超級電池的概念由澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)及工業(yè)研究組織(CSRIO)的L.T Lam等人首先提出,2004年申請了"高性能儲能裝置"的專利,給出了超級電池鉛電池電極和活性炭電容器共用一個二氧化鉛正極的基本結(jié)構(gòu)。
日本工作者在此基礎(chǔ)上開始了超級蓄電池的研究和商業(yè)化開發(fā)工作,2007年4月該鉛炭超級電池應(yīng)用于混合動力車上,進(jìn)行實(shí)車測試,2008年1月15日通過了10萬英里(約160000km)的壽命測試,而電池狀況仍然非常健康。
2006年,L.T Lam博士及日本的研發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)表了一系列的研究成果,介紹了超級蓄電池在部分荷電態(tài)大電流放電性能以及將超級蓄電池應(yīng)用于微混和中度混合電動車的研究進(jìn)展。
2007年,美國Axion Power申請了"用于混合儲能裝置的負(fù)極"和"混合儲能裝置機(jī)器制造方法"兩項(xiàng)專利。
2012年,印度研究人員Saravanan等發(fā)表了雙極耳超級蓄電池的研究成果,該蓄電池的負(fù)極一半是純鉛另一半是海綿狀鉛活性物質(zhì),研究結(jié)果顯示放電功率和部分荷電狀態(tài)的循環(huán)壽命均大幅提高。
鉛炭電池結(jié)構(gòu)
鉛炭電池是將具有雙電層電容特性的炭材料(C)與海綿鉛(Pb)負(fù)極進(jìn)行合并制作成既有電容特性又有電池特性的鉛炭雙功能復(fù)合電極(簡稱鉛炭電極),鉛炭復(fù)合電極再與PbO2正極匹配組裝成鉛炭電池。
鉛碳電池是將非對稱超級電容器與鉛酸電池采用內(nèi)并聯(lián)方式兩者合一的混合物,作為一種新型的超級電池,鉛炭電池是將鉛酸電池和超級電容器兩者技術(shù)的融合,是一種既具有電容特性又具有電池特性的雙功能儲能電池。因此既發(fā)揮了超級電容瞬間功率性大容量充電的優(yōu)點(diǎn),也發(fā)揮了鉛酸電池的能量優(yōu)勢,一個小時就可充滿電。擁有很好的充放電性能。
鉛炭電池活性炭的特點(diǎn): 鉛炭電池是一種電容型鉛酸電池,在鉛酸電池的負(fù)極中加入了活性炭。普通鉛酸電池的正極活性材料是氧化鉛(PbO2),負(fù)極活性材料是鉛(Pb),若把負(fù)極活性材料Pb全部換成活性炭,則...
鉛炭電池,品牌:力伴 ,型號:60V20A,類型:動力型蓄電池,價格是735元; 鉛炭電池,品牌:J-Power,型號:12V100AH ,  ...
鋰電比鉛酸的優(yōu)勢就是輕,能大電流放電,兩者差不多。鋰離子電池電動車相對于傳統(tǒng)的鉛酸電池更高效、安全、環(huán)保,最重要的是,鋰電電池輕巧耐用,使得電動車不會笨重,也更加美觀,很適合老年人和女性。但價格會比傳...
鉛炭電池是鉛酸電池的創(chuàng)新技術(shù),相比鉛酸電池有著諸多優(yōu)勢。鉛炭電池有以下優(yōu)勢:一是充電快,提高8倍充電速度;二是放電功率提高了3倍;三是循環(huán)壽命提高到6倍,循環(huán)充電次數(shù)達(dá)2000次;四是性價比高,比鉛酸電池的售價有所提高,但循環(huán)使用的壽命大大提高了;五是使用安全穩(wěn)定,可廣泛地應(yīng)用在各種新能源及節(jié)能領(lǐng)域。 此外,鉛炭電池也發(fā)揮了鉛酸電池的比能量優(yōu)勢,且擁有非常好的充放電性能--90分鐘就可充滿電(鉛酸電池若這樣充、放,壽命只有不到30次)。而且由于加了碳(石墨烯),阻止了負(fù)極硫酸鹽化現(xiàn)象,改善了電池失效的一個因素。
1、正負(fù)極鉛膏采用獨(dú)特的配方和優(yōu)化的固化工藝。正極活性物質(zhì)抗軟化能力強(qiáng),深循環(huán)壽命好,活性物質(zhì)利用率高;負(fù)極鉛膏抗硫化能力強(qiáng),容量衰減率低,低溫啟動性能好。
2、正極板柵采用新型特制合金和合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),抗腐蝕性能好,電流分布合理,與活性物質(zhì)結(jié)合緊密,大電流性能和充電接受能力強(qiáng)。
3、采用新型電解液添加劑,電池的析氫、析氧過電位高,電池不易失水。
4、當(dāng)電池在頻繁的瞬時大電流充放電工作時,主要由具有電容特性的炭材料釋放或接收電流,抑制鉛酸電池的"負(fù)極硫酸鹽化",有效地延長了電池使用壽命;
5、當(dāng)電池處于長時間小電流工作時,主要由海綿鉛負(fù)極工作,持續(xù)提供能量;
6、Lead-carbon超級復(fù)合電極高碳含量的介入,使電極具有比傳統(tǒng)鉛酸電池有更好的低溫啟動能力、充電接受能力和大電流充放電性能。
性能方面,鉛炭電池同時具有鉛酸電池和電容器的特點(diǎn)?;钚蕴康募尤?,提升了電池的功率密度,延長了循環(huán)壽命,同時由于活性炭占據(jù)了部分電極空間,導(dǎo)致能量密度降低,也可能增加電極析氣量。在工藝方面,活性炭的加入,增加了調(diào)漿和極片涂布難度??傮w而言,鉛炭電池性能優(yōu)于普通鉛酸電池,是一種先進(jìn)鉛酸電池,也是鉛酸電池技術(shù)發(fā)展的主流方向。
鉛炭電池鉛酸電池能量密集度高,適合作為太陽能和風(fēng)能儲能的后備選項(xiàng)。鉛炭電池的推廣也面臨著成本問題。鉛炭電池的成本費(fèi)用需要降低成本至每千瓦小時150-200美元才可行。
1.高碳鉛酸電池的炭材料添加量為4%以上,對于普通的鉛酸電池,碳材料的添加量為0.2%以下。那么對于鉛炭電池碳材料的最佳添加量是一個有待探討的問題。
2.鉛粉和碳材料的混合,以何種方式加入才能使碳材料與鉛粉均勻混合,且能夠保證負(fù)極鉛-炭混合材料涂膏的穩(wěn)固性,極板和鉛膏的結(jié)合能力,達(dá)到保證負(fù)極板的強(qiáng)度要求。
3.在進(jìn)行外化成后,負(fù)極板表面有炭材料析出,出現(xiàn)板柵膨脹變形現(xiàn)象。
4.炭材料的加入會加劇負(fù)極析氫問題,使蓄電池失水嚴(yán)重,免維持性能降低,導(dǎo)致蓄電池失效模式發(fā)生改變。
5.炭材料和鉛粉密度相差非常大,添加后負(fù)極板的孔隙率大幅度上升,負(fù)極易被氧化。
這電池技術(shù)的進(jìn)一步研究都至關(guān)重要,在材料、設(shè)計(jì)和工程系統(tǒng)上的改進(jìn)和成本上的降低都是很必要的。
1.若要使鉛炭電池具有超級電容的效果,炭材料的添加量一定要大于4%,國內(nèi)外研究表明炭材料的添加量可以達(dá)到10%~20%。
2.若保證負(fù)極鉛-炭混合材料涂膏的穩(wěn)固性、極板和鉛膏的結(jié)合能力,必須加入適用于鉛酸電池的粘結(jié)劑,例如PTFE,CMC,氯丁橡膠等。
3.要保證負(fù)極板的強(qiáng)度,首先在和膏時要保證鉛膏濕密度,鉛膏濕密度在4.2~4.5g/cm3最佳。加入適量粘結(jié)劑或短纖維,采用機(jī)器涂膏以增加涂膏壓力都可以達(dá)到保證極板強(qiáng)度的目的。
4.為防止化成時炭材料的損失和板柵膨脹變形,可以采用內(nèi)化成工藝,注意內(nèi)化成的電流設(shè)計(jì)工藝應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整。
5)對于負(fù)極析氫問題,可以向負(fù)極活性物質(zhì)中添加適量的抑制析氫添加劑,例如氧化銀,鋅的化合物等。
6)在防止負(fù)極氧化方面,可以采取內(nèi)化成工藝:若是做外化成,則要適當(dāng)延長無氧干燥時間。
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電池內(nèi)部熱量的散發(fā)是由殼體材料的導(dǎo)熱性、表面積和殼壁的厚度決定的。采用不同的塑殼材料制備單體鉛炭電池,在不同的環(huán)境下通過電池的循環(huán)壽命、過程失水量、電池測試前后內(nèi)阻的變化等對電池進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,導(dǎo)熱性好的塑殼材料對鉛炭電池有較好的散熱效果,可以減少電池失水,延長循環(huán)壽命。
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鉛酸蓄電池基礎(chǔ)技術(shù)知識 蓄電池是一種直流電源,是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置。 1860年法國普蘭 特發(fā)明鉛酸蓄電 池,經(jīng)過一百多年生產(chǎn)應(yīng)用得到了不斷改進(jìn), 廣泛應(yīng)用于工業(yè)、 農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、郵電通訊科研等領(lǐng) 域。隨著汽車、摩托車、電動車、郵電通 訊和計(jì)算機(jī)事業(yè)迅速發(fā)展,鉛酸蓄電池的需求量逐 年增加。 本次講座包括鉛酸蓄電池基本原理、 極板生產(chǎn)、電池組裝、測試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等, 通過學(xué)習(xí)讓大 家初步了解電池 .極板基本知識 ,對本職工作起促進(jìn)作用。本講座 涉及技術(shù)參數(shù)與凱鷹公司現(xiàn) 有控制參數(shù)不一定相同 ,僅作參照。 1、 鉛酸電池充電放電工作原理是什么 ? 我們把鉛酸蓄電池作為一個電化學(xué)反應(yīng)體系 ,它是 : PbO2 H2SO4 Pb 正極 電解液 負(fù)極 蓄電池在充 .放電工作中進(jìn)行如下反應(yīng) : PbO2+2H2SO4+Pb = PbSO4+2H2O+P
圣陽電源FCP鉛炭電池,是一款面向儲能市場應(yīng)用的深循環(huán)、長壽命、高可靠性閥控鉛酸蓄電池, 其技術(shù)源自日本古河,70%DOD循環(huán)壽命4200次以上。相比傳統(tǒng)鉛酸蓄電池技術(shù),鉛炭電池更適合部分荷電狀態(tài)(PSOC)下使用,模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì),節(jié)省空間,便于安裝維護(hù),大幅降低度電成本,大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用優(yōu)勢突出。
近日,圣陽海外加拿大客戶用實(shí)際案例證實(shí)了FCP鉛炭電池在線測試的的可靠性能, 測試地點(diǎn)設(shè)置在偏遠(yuǎn)無市電的地區(qū),位于加拿大不列顛哥倫比亞省的利洛雷特湖(北緯50.26度),氣候特點(diǎn):冬季長時間光照不足,夏天,光照充足。
測試挑戰(zhàn):
在大于北緯50.2度區(qū)域,通常峰值日照時間大約在3小時,冬季峰值日照時間只有1小時,測試地點(diǎn)由于山脈和老樹木嚴(yán)重陰影,冬季峰值日照時間進(jìn)一步減少甚至幾乎為零,因此,主要由備用發(fā)電機(jī)供電,而太陽能增加或補(bǔ)償了其余時間的發(fā)電機(jī)燃料消耗;夏季能耗大部分由太陽能電池組件提供。
一年中大部分時間的每天光伏能源供應(yīng)量一般都低于日均負(fù)荷需求,缺口部分由發(fā)電機(jī)補(bǔ)充,發(fā)電富裕部分給電池充電??蛻粢惨勒帐リ柕碾姵鼐S護(hù)說明,定期給電池提供手動觸發(fā)“均充”或“恢復(fù)”電量。
系統(tǒng)配置:
太陽能電池陣列:15個120W多晶PV板=總峰值1800W。
太陽能充電控制器:Midnite Solar Classic 150,方便定制均衡電壓。
發(fā)電機(jī):丙烷動力Generac Eco-Gen 6kW,帶有1500升丙烷罐。
電力負(fù)載:由4kW 24VDC至120VAC Xantrex SW4024控逆一體機(jī)為兩個完全離網(wǎng)(無電力服務(wù))偏遠(yuǎn)住宅供電。兩個住宅在冬天都采用木材加熱取暖,家用熱水由丙烷燃料加熱。
電力供應(yīng)主要來自于發(fā)電機(jī),光伏系統(tǒng)起到輔助供電作用。這套系統(tǒng)主要起到以下3個作用:
1. 避免了發(fā)電機(jī)夜晚噪音擾民;
2. 減少了發(fā)電機(jī)丙烷消耗量;
3. 當(dāng)室內(nèi)長時間沒有人居住時收集光伏發(fā)電多余電能。
測試結(jié)果:
測試頻次:1個月,2個月,75天,3個月,4個月,1年。
測試結(jié)果如下:
圖:使用近1年時FCP電池測試結(jié)果
圖:使用1年之后FCP-500滿容量放電測試
1
1年后完全放電容量比3個月時的容量提高了6%,去除誤差,實(shí)際容量增長仍然高于4-5%!
2
一年中單個電池電壓的標(biāo)準(zhǔn)偏差沒有增加,證實(shí)了串聯(lián)內(nèi)的任何單個電池沒有明顯的衰退。
3
鉛炭電池每14天進(jìn)行一次均充(或完全恢復(fù))是足夠的。從發(fā)電機(jī)燃料成本的角度來測試FCP電池,每個月均充一次也是可行的。
4
圣陽FCP-500電池放出的安時總數(shù)超過了50330安時,相當(dāng)于100次完全的額定容量放電。優(yōu)于國際能源機(jī)構(gòu)“光伏電力系統(tǒng)實(shí)施協(xié)議”(IEA PVPS)執(zhí)行和出版的實(shí)驗(yàn)室測試。
圖:國際能源機(jī)構(gòu)“光伏電力系統(tǒng)實(shí)施協(xié)議”(IEA PVPS)執(zhí)行和出版的實(shí)驗(yàn)室測試
測試結(jié)論:
圣陽FCP-500鉛炭電池儲能系統(tǒng)深循環(huán)、長壽命,名副其實(shí)??蛻魧κリ朏CP-500電池系統(tǒng)在線運(yùn)行的可用容量感到震驚。
其實(shí),世界上的許多地區(qū)無法使用電力公用事業(yè)網(wǎng)絡(luò)。尤其在偏遠(yuǎn)的人口密度低的農(nóng)村地區(qū),擴(kuò)大配電網(wǎng)絡(luò)的成本較高,所以,從經(jīng)濟(jì)性和環(huán)??紤],部署偏遠(yuǎn)地區(qū)小型儲能系統(tǒng)無疑是解決這個問題的最佳方案。
中國儲能網(wǎng)訊:近日,由大連化物所儲能技術(shù)研究部李先鋒研究員、張華民研究員領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)與保定風(fēng)帆集團(tuán)有限責(zé)任公司共同研發(fā)的長壽命鉛炭電池儲能系統(tǒng)在我所示范運(yùn)行——“鉛炭點(diǎn)燈”即鉛炭電池儲能系統(tǒng)與太陽能發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)用,白天的陽光通過太陽能電池轉(zhuǎn)換成電儲存于鉛炭電池中,夜晚時鉛炭電池將電能釋放出來,給我們以光和亮。
白天的光,如何能驅(qū)趕夜晚的黑?彼處的風(fēng),如何轉(zhuǎn)換成此地的電?其實(shí),儲能技術(shù)是解決這時間差、地域差等不連續(xù)不穩(wěn)定因素的關(guān)鍵。今天,小編帶你走入光電的世界,領(lǐng)悟科技的神奇。
人類的進(jìn)步史,也是對光明的探索史。自從人類學(xué)會鉆木取火以來,照明經(jīng)歷了從火、油到電的發(fā)展歷程?,F(xiàn)在,電已經(jīng)是光明的主要來源。然而火電、煤電等傳統(tǒng)發(fā)電方式的利用往往伴隨著資源的耗竭和環(huán)境的惡化,太陽能、風(fēng)能等清潔能源發(fā)電方式正在登上歷史舞臺,開啟新的光明里程。然而或許你又會疑惑,這些轉(zhuǎn)換是如何實(shí)現(xiàn)的?這一切都是靠儲能技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。
儲能技術(shù),顧名思義,是能將能量儲存起來的技術(shù),電化學(xué)儲能技術(shù)即將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存起來的技術(shù),它可以實(shí)現(xiàn)兩種能量間的相互轉(zhuǎn)化,保障電力輸出的實(shí)時性和穩(wěn)定性,從而實(shí)現(xiàn)清潔能源發(fā)電的實(shí)際應(yīng)用。鉛炭電池技術(shù)是基于超級電容器與鉛酸蓄電池技術(shù)發(fā)展起來的一種新型電化學(xué)儲能技術(shù),具有安全性高、成本低廉、放電功率大等優(yōu)點(diǎn),而且可以實(shí)現(xiàn)100%電池回收,其全生命周期環(huán)境負(fù)荷很低,發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
2015年12月,大連化物所與中船重工風(fēng)帆股份有限公司簽約共建了“先進(jìn)電池技術(shù)聯(lián)合研發(fā)中心”,合作開展先進(jìn)鉛炭電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究與開發(fā)。目前,雙方已經(jīng)突破了目前鉛炭電池負(fù)極硫酸鹽化等關(guān)鍵技術(shù)難題,將光伏儲能系統(tǒng)用鉛炭電池的循環(huán)壽命提升到傳統(tǒng)鉛酸電池的4倍以上,完成了12V/38Ah產(chǎn)品在生產(chǎn)線上的批量試制,在先進(jìn)儲能鉛炭電池方面形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新材料和新產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)。
長壽命鉛炭電池儲能應(yīng)用示范在大連化物所的運(yùn)行,讓我們感受到了科技的先進(jìn)和便捷。感謝所有科研人的努力,儲能的明天會更加光明!