鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1309次 | 2021年04月13日
風(fēng)能和太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的儲能電池有何不同?
AGM蓄電池是指隔板采用的是超細(xì)玻璃棉材料的蓄電池。AGM是指隔板的材質(zhì)常見的蓄電池隔板有橡膠隔板、PP隔板、PE隔板、PVC隔板及AGM隔板。蓄電池裝配對汽車蓄電池和密封閥控鉛酸蓄電池有較大的差別。密封閥控鉛酸蓄電池要求緊裝配一般用AGM隔板,而汽車蓄電池一般用PE、PVC或橡膠隔板。
起停系統(tǒng)要更強(qiáng)大的電池在怠速時供應(yīng)充足的電能來供給車上的電器設(shè)備,支持更加頻繁的啟動、循環(huán)和深度放電,以及部分充電即可運(yùn)行和動態(tài)充電接收能力等。而這些要求普通電池都無法達(dá)到。比如瓦爾塔AGM閥控蓄電池技術(shù),新增AGM玻璃纖維吸附式隔板,不會有酸分層發(fā)生,能夠?qū)崿F(xiàn)蓄電池3倍深循環(huán)充放電,耐久性提高2.5-3倍。隨著太陽能的使用越來越廣泛,光伏離網(wǎng)系統(tǒng)里對儲備電源的使用要求也越來越高,目前在光伏運(yùn)用系統(tǒng)里膠體電池的運(yùn)用已成為主流?,F(xiàn)對膠體電池和AGM電池做出以下比較分析。
當(dāng)今閥控式密封蓄電池(VRLA)有兩類,即分別采用玻璃纖維隔板(AGM)和硅凝膠(Gel)兩種不同方式來固定硫酸電解液。它們都是利用陰極吸收原理使電池得以密封的,但給陽極析出的氧到達(dá)陰極供應(yīng)的通道是不同的,因而二種電池的性能各有千秋。
一、歷史的簡單回顧
鉛酸蓄電池從問世到如今,一直是特種民用領(lǐng)域中使用最廣泛的化學(xué)電源。由于它使用硫酸電解液,運(yùn)輸過程中會有酸液流出,充電時會有酸霧析出來,對環(huán)境和設(shè)備造成損害,人們就試圖將電解液固定起來,將電池密封起來,于是使用膠體電解液的鉛酸蓄電池應(yīng)運(yùn)而生。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
初期的膠體蓄電池使用的膠體電解液是由水玻璃制成的,然后直接加到干態(tài)蓄電池中。這樣雖然達(dá)到了固定電解液或減少酸霧析出的目的,但卻使電池的容量較原來使用自由電解液時的電池容量要低20%左右,因而沒有被人們所接受。
我國在50年代也開展了初期膠體電池的研制工作,到60年代末也就基本上停止了。然而70年代后期至80年代,國內(nèi)又有一些非電池行業(yè)界的人利用媒體大肆鼓吹自己發(fā)明了固體電解質(zhì)的蓄電池,宣稱使電池容量和壽命提高1倍。這種經(jīng)不起事實(shí)檢驗(yàn)的肥皂泡式的發(fā)明創(chuàng)造,不僅未能使蓄電池性能有所提高,而且還敗壞了膠體蓄電池的名聲。
幾乎在研制膠體電池的同時,采用玻璃纖維隔膜的陰極吸收式密封蓄電池卻誕生了,它不但使蓄電池消除了酸霧,而且還表現(xiàn)出內(nèi)阻小、大電流放電特性好的優(yōu)點(diǎn)。因而在國民經(jīng)濟(jì)中,尤其是原來使用固定型蓄電池的場合,得到了迅速的推廣和應(yīng)用,于是人們就把膠體蓄電池拋在腦后了。
80年代,德國陽光公司的膠體密封蓄電池產(chǎn)品進(jìn)入我國市場,多年來使用效果表明它的性能確實(shí)不同于以前的膠體蓄電池。這就迫使人們要重新認(rèn)識膠體蓄電池。
本文將根據(jù)近年來的兩種閥控式密封蓄電池的研制、生產(chǎn)和使用效果對它們進(jìn)行比較,供選用電池的同事們作參考。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
二、電池的工作原理
不論是采用玻璃纖維隔膜的閥控式密封蓄電池(以下簡稱AGM密封蓄電池)還是采用膠體電解液的閥控式密封蓄電池(以下簡稱膠體密封蓄電池),它們都是利用陰極吸收原理使電池得以密封的。
電池充電時,正極會析出氧氣,負(fù)極會析出氫氣。正極析氧是在正極充電量達(dá)到70%時就開始了。析出的氧到達(dá)負(fù)極,跟負(fù)極起下述反應(yīng),達(dá)到陰極吸收的目的。負(fù)極析氫則要在充電到90%時開始,再加上氧在負(fù)極上的還原用途及負(fù)極本身氫過電位的提高,從而防止了大量析氫反應(yīng)。
對AGM密封蓄電池而言,AGM隔膜中雖然保持了電池的大部分電解液,但必須使10%的隔膜孔隙中不進(jìn)入電解液。正極生成的氧就是通過這部分孔隙到達(dá)負(fù)極而被負(fù)極吸收的。
對膠體密封蓄電池而言,電池內(nèi)的硅凝膠是以SiQ質(zhì)點(diǎn)作為骨架構(gòu)成的三維多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),它將電解液包藏在里邊。電池灌注的硅溶膠變成凝膠后,骨架要進(jìn)一步收縮,使凝膠出現(xiàn)裂縫貫穿于正負(fù)極板之間,給正極析出的氧供應(yīng)了到達(dá)負(fù)極的通道。
由此看出,兩種電池的密封工作原理是相同的,其差別就在于電解液的固定方式和供應(yīng)氧氣到達(dá)負(fù)極通道的方式有所不同。
三、電池結(jié)構(gòu)和工藝上的重要差異
AGM密封蓄電池使用純的硫酸水溶液作電解液,其密度為1.291.3lg/cm3。除了極板內(nèi)部吸有一部分電解液外,其大部分存在于玻璃纖維膜之中。為了給正極析出的氧供應(yīng)向負(fù)極的通道,必須使隔膜保持有10%的孔隙不被電解液占有,即貧液式設(shè)計(jì)。為了使極板充分接觸電解液,極群采用緊裝配的方式。
另外,為了保證電池有足夠的壽命,極板應(yīng)設(shè)計(jì)得較厚,正板柵合金采用Pb’-q2w-Srr--A1四元合金。
膠體密封蓄電池的電解液是由硅溶膠和硫酸配成的,硫酸溶液的濃度比AGM式電池要低,通常為1.26~1.28g/cm3。電解液的量比AGM式電池要多20%,跟富液式電池相當(dāng)。這種電解質(zhì)以膠體狀態(tài)存在,充滿在隔膜中及正負(fù)極之間,硫酸電解液由凝膠包圍著,不會流出電池。
由于這種電池采用的是富液式非緊裝配結(jié)構(gòu),正極板柵材料可以采用低銻合金,也可以采用管狀電池正極板。同時,為了提高電池容量而又不減少電池壽命,極板可以做得薄一些。電池槽內(nèi)部空間也可以擴(kuò)大一些。