鉅大LARGE | 點擊量：8632次 | 2021年04月15日
太陽能路燈常用的是哪四種蓄電池，你可了解？
太陽能蓄電池是太陽能路燈中的重要配件，目前采用的有鉛酸蓄電池、膠體電池、三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池四種，四種太陽能路燈常用電池，哪種電池才是最好的呢？我們一起來看看這四種電池的特點：
1、鉛酸蓄電池：鉛酸蓄電池的極板是由鉛和鉛的氧化物構(gòu)成，電解液是硫酸的水溶液。鉛酸蓄電池的重要優(yōu)點是電壓相對較穩(wěn)定，價格比較便宜；缺點是比能相對較低，所以體積要比普通電池大很多，鉛酸蓄電池的使用壽命比較短，一般300-500次深循環(huán)，維護起來比較頻繁，但因為價格優(yōu)勢，在太陽能路燈行業(yè)仍在大量使用。
2、膠體電池：相當于是鉛酸蓄電池的升級版，它免維護，解決了鉛酸蓄電池維護頻繁的詬病，內(nèi)部將膠體電解液代替了硫酸電解液，在儲電量、放電量、安全性能以及壽命方面都有所提高，但在價格方面有時甚至趕超三元鋰離子電池。膠體電池可在-40℃65℃的溫度范圍內(nèi)使用，低溫性能比較好，可以在北方高寒地區(qū)使用?？拐鹦阅芎?，能在各種惡劣的條件下安全使用。使用壽命是普通鉛酸蓄電池的一倍甚至還要多。
3、三元鋰離子電池：三元鋰離子電池的優(yōu)點很多，它比能高、體積小、充電快、價格高。它深循環(huán)次數(shù)約在500-800次，壽命和膠體電池差不多，使用的溫度范圍在-15℃-45℃。但三元鋰離子電池也存在弊端，它的電池內(nèi)部不太穩(wěn)定，假如是不合格的廠家生產(chǎn)的三元鋰離子電池，有可能在過充過程或者溫度較高的環(huán)境下，都有可能發(fā)生爆炸情況。
4、磷酸鐵鋰離子電池：磷酸鐵鋰離子電池是集眾多優(yōu)點為一體的蓄電池，它比能較高、體積小、充電快、使用壽命長、穩(wěn)定性佳，但價格是所有電池中最高的。它深循環(huán)充電次數(shù)一般在1500-2000次，一組磷酸鐵鋰離子電池在正常使用的情況下，一般可以用8-10年，可以在-40℃-70℃的環(huán)境下進行使用，使用的溫度范圍還是比較廣的。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
由此可以比較得出，太陽能路燈中當然使用磷酸鐵鋰離子電池最好，但是價格相對較高。磷酸鐵鋰離子電池是目前國內(nèi)研發(fā)的、具有成熟和獨立自主產(chǎn)權(quán)的儲能電池，生產(chǎn)廠家很多，使用條件和安全防護也都做得很完善，所以使用磷酸鐵鋰離子電池是最好的選擇。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，負極會析出氫氣。正極析氧是在正極充電量達到70%時就開始了。析出的氧到達負極，跟負極起下述反應(yīng)，達到陰極吸收的目的。負極析氫則要在充電到90%時開始，再加上氧在負極上的還原用途及負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%的隔膜孔隙中不進入電解液。正極生成的氧就是通過這部分孔隙到達負極而被負極吸收的。
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，骨架要進一步收縮，使凝膠出現(xiàn)裂縫貫穿于正負極板之間，給正極析出的氧供應(yīng)了到達負極的通道。
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)氧氣到達負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。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。這種電解質(zhì)以膠體狀態(tài)存在，充滿在隔膜中及正負極之間，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)部空間也可以擴大一些。
四、電池放電容量
初期的膠體蓄電池的放電容量只有富液式電池的80%左右，這是由于使用性能較差的膠體電解液直接灌入未加改動的富液式電池之中，電池的內(nèi)阻較大，電解質(zhì)中離子遷移困難引起的。
近來的研究工作表明，改進膠體電解液配方，控制膠粒大小，摻人親水性高分子添加劑，降低膠液濃度提高滲透性和對極板的親合力，采用真空灌裝工藝，用復合隔板或AGM隔板取代橡膠隔板，提高電池吸液性;取消電池的沉淀槽，適度增大極板面積活性物質(zhì)的含量，結(jié)果可使膠體密封電池的放電容量達到或接近開口式蓄電池的水平。
AGM式密封蓄電池電解液量少，極板的厚度較厚，活性物質(zhì)利用率低于開口式電池，因而電池的放電容量比開口式電池要低10%左右。與當今的膠體密封電池相比，其放電容量要小一些。
五、電池內(nèi)阻及大電流放電能力
蓄電池的內(nèi)阻是由歐姆內(nèi)阻、濃差極化內(nèi)阻、電化學極化內(nèi)阻組成的。前者包括極板、鉛零件、電解液、隔極電阻。AGM密封蓄電池所用的玻璃纖維隔板具有90%的孔率，硫酸吸附其內(nèi)，且電池采用緊裝配形式，離子在隔板內(nèi)擴散和電遷移受到的阻礙很小，所以AGM密封蓄電池具有低內(nèi)阻特性，大電流快速放電能力很強。
膠體密封蓄電池的電解液是硅凝膠，雖然離子在凝膠中的擴散速度接近在水溶液中的擴散速度，但離子的遷移和擴散要受到凝膠結(jié)構(gòu)的影響，離子在凝膠中擴散的途徑越彎曲，結(jié)構(gòu)中孔隙越狹窄，所受到的阻礙也越大。因而膠體密封蓄電池內(nèi)阻要比AGM密封蓄電池要大。
然而試驗結(jié)果表明膠體密封蓄電池的大電流放電性能仍然很好，完全滿足有關(guān)標準中對密封電池大電流放電性能的要求。這可能是由于多孔電極內(nèi)部及極板附近液層中的酸和其他有關(guān)離子的濃度在大電流放電時起到關(guān)鍵性的用途。
