鉅大LARGE | 點擊量：809次 | 2021年05月12日
鋰離子電池有什么種類及優(yōu)勢？
鉛酸電池的工作原理就是通過電化學反應，電能和化學能之間相互轉化，電極重要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的一種蓄電池。
放電狀態(tài)下，正極重要成分為二氧化鉛，負極重要成分為鉛。
充電狀態(tài)下，正負極的重要成分均為硫酸鉛。
鉛酸蓄電池種類較多，應用在光伏儲能系統(tǒng)中，比較多的有三種，富液型鉛酸蓄電池、閥控式密封鉛酸蓄電池、鉛碳蓄電池等等。
1、富液型鉛酸蓄電池
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%
鉛酸電池的電解液中的硫酸直接參與電池充放電反應過程，傳統(tǒng)鉛酸電池中，電池槽內除去極板、隔板及其他固體組裝部件的剩余空間完全充滿硫酸電解液，電解液處于富余過量狀態(tài)，故被稱為富液式電池，電池極板完全浸泡在硫酸電解液中。特點是價格便宜，壽命長，缺點是要經常維護。
2、閥控式密封鉛酸蓄電池
閥控式密封鉛酸蓄電池，又稱免維護電池，分為AGM密封蓄電池和GEL膠體密封蓄電池兩種。
AGM密封蓄電池與當今的膠體密封電池相比，其放電容量要小一些。與富液型相同規(guī)格蓄電池相比，價格較高，具有以下優(yōu)點：
（1）循環(huán)充電能力比鉛鈣蓄電池高3倍，具有更長的使用壽命。
（2）在整個使用壽命周期內具有更高的電容量穩(wěn)定性。
（3）低溫性能更可靠。
（4）降低事故風險，減少環(huán)境污染風險（由于酸液100%密封裝）。
（5）維護很簡單，減少深度放電。
膠體密封蓄電池（即GEL型電池），膠體鉛酸蓄電池是對液態(tài)電解質的普通鉛酸蓄電池的改進，用膠體電解液代換了硫酸電解液，在安全性、蓄電量、放電性能和使用壽命等方面較普通電池有所改善。其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，電解液的量比AGM式電池要多，跟富液式電池相當。這種電解質以膠體狀態(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。
膠體密封蓄電池其優(yōu)點如下：
（1）漏酸機率小。GEL型膠體電池是電解質凝膠后沒有游離電液，因而漏酸的機率比AGM型電池小得多。
（2）失水少。因其灌注量比稀硫酸多，失水少，所以膠體電池不會因失水造成失效。
（3）有效延長電池壽命。膠體的灌入新增了隔板的強度，保護了極板，彌補了隔板遇酸收縮的缺陷，使裝配壓力不明顯降低是其具有延長電池壽命的原因之一。
（4）膠體鉛酸蓄電池抗過充能力強。
（5）嚴重放電情況下的恢復能力強。膠體填充了隔板與極板之間的空隙，降低了電池的內阻，充電接受能力可因此而改善。
所以膠體電池的過放電，恢復能力和低溫充放性能都比AGM型電池優(yōu)越。
（6）體鉛酸蓄電池的自放電性能好，在同樣的硫酸純度和水質情況下，蓄電池的存放時間可以延長2倍以上。
（7）膠體鉛酸蓄電池在嚴重缺電的情況下，抗硫化性能很明顯。
（8）膠體鉛酸蓄電池后期放電性能好。
3、鉛碳電池
鉛炭電池是一種電容型鉛酸電池，是從傳統(tǒng)的鉛酸電池演進出來的技術，它是在鉛酸電池的負極中加入了活性炭，能夠顯著提高鉛酸電池的壽命。
鉛碳電池是一種新型的超級電池，并結合了鉛酸電池和超級電容器兩者的優(yōu)勢:
（1）既發(fā)揮了超級電容瞬間大容量充電的優(yōu)點，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。
（2）電池壽命延長。由于加了碳(石墨烯)，阻止了負極硫酸鹽化現(xiàn)象，改善了過去電池失效的一個因素，延長了電池壽命。
（3）度電成本下降。鉛炭電池的度電成本可低至0.5元/kWh，在規(guī)?；a的基礎上，鉛炭電池甚至有望將度電成本降至0.4元以下。
鉛炭電池是鉛酸蓄電池領域最先進的技術，也是國際新能源儲能行業(yè)的發(fā)展重點，具有非常廣闊的應用前景。廣泛應用于光伏電站儲能、風電儲能和電網調峰等儲能領域。
鋰離子電池重要負極材料有錫基材料、鋰基材料、鈦酸鋰、碳納米材料、石墨烯材料等。鋰離子電池負極材料的能量密度是影響鋰離子電池能量密度的重要因素之一，鋰離子電池的正極材料、負極材料、電解質、隔膜被稱為鋰離子電池的四個最核心材料。下面我們簡單介紹一下各類負極材料的性能指標、優(yōu)缺點及可能的改進方向。
碳納米管
碳納米管是一種石墨化結構的碳材料，自身具有優(yōu)良的導電性能，同時由于其脫嵌鋰時深度小、行程短，作為負極材料在大倍率充放電時極化用途較小，可提高電池的大倍率充放電性能。
然而，碳納米管直接作為鋰離子電池負極材料時，會存在不可逆容量高、電壓滯后及放電平臺不明顯等問題。如Ng等采用簡單的過濾制備了單壁碳納米管，將其直接作為負極材料，其首次放電容量為1700mAh/g，可逆容量僅為400mAh/g。
圖1碳納米管負極料
碳納米管在負極中的另一個應用是與其他負極材料（石墨類、鈦酸鋰、錫基、硅基等）復合，利用其獨特的中空結構、高導電性及大比表面積等優(yōu)點作為載體改善其他負極材料的電性能。如郭等采用化學氣相沉積法，在膨脹石墨的孔洞中原位生長碳納米管，合成了膨脹石墨/碳納米管復合材料，其首次可逆容量為443mAh/g，以1C倍率充放電循環(huán)50次后，可逆容量仍可達到259mAh/g。碳納米管的中空結構及膨脹石墨的孔洞，供應了大量的鋰活性位，而且這種結構能緩沖材料在充放電過程中出現(xiàn)的體積效應。
