鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:8657次 | 2021年04月15日
太陽(yáng)能路燈常用的是哪四種蓄電池,你可了解?
太陽(yáng)能蓄電池是太陽(yáng)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(yáng)能路燈常用電池,哪種電池才是最好的呢?我們一起來(lái)看看這四種電池的特點(diǎn):
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(diǎn)是電壓相對(duì)較穩(wěn)定,價(jià)格比較便宜;缺點(diǎn)是比能相對(duì)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(hù)起來(lái)比較頻繁,但因?yàn)閮r(jià)格優(yōu)勢(shì),在太陽(yáng)能路燈行業(yè)仍在大量使用。
2、膠體電池:相當(dāng)于是鉛酸蓄電池的升級(jí)版,它免維護(hù),解決了鉛酸蓄電池維護(hù)頻繁的詬病,內(nèi)部將膠體電解液代替了硫酸電解液,在儲(chǔ)電量、放電量、安全性能以及壽命方面都有所提高,但在價(jià)格方面有時(shí)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。抗震性能好,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(diǎn)很多,它比能高、體積小、充電快、價(jià)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(guò)充過(guò)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(diǎn)為一體的蓄電池,它比能較高、體積小、充電快、使用壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性佳,但價(jià)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(jìn)行使用,使用的溫度范圍還是比較廣的。
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(yáng)能路燈中當(dāng)然使用磷酸鐵鋰離子電池最好,但是價(jià)格相對(duì)較高。磷酸鐵鋰離子電池是目前國(guó)內(nèi)研發(fā)的、具有成熟和獨(dú)立自主產(chǎn)權(quán)的儲(chǔ)能電池,生產(chǎn)廠家很多,使用條件和安全防護(hù)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(jiǎn)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(jiǎn)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(shí),正極會(huì)析出氧氣,負(fù)極會(huì)析出氫氣。正極析氧是在正極充電量達(dá)到70%時(shí)就開(kāi)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(shí)開(kāi)始,再加上氧在負(fù)極上的還原用途及負(fù)極本身氫過(guò)電位的提高,從而防止了大量析氫反應(yīng)。
對(duì)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(guò)這部分孔隙到達(dá)負(fù)極而被負(fù)極吸收的。
對(duì)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。
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(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
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(huì)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(shí),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。
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(dòng)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(lái)的研究工作表明,改進(jìn)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(duì)極板的親合力,采用真空灌裝工藝,用復(fù)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(dá)到或接近開(kāi)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(kāi)口式電池,因而電池的放電容量比開(kāi)口式電池要低10%左右。與當(dāng)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(xué)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(kuò)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(qiáng)。
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(kuò)散速度接近在水溶液中的擴(kuò)散速度,但離子的遷移和擴(kuò)散要受到凝膠結(jié)構(gòu)的影響,離子在凝膠中擴(kuò)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(yàn)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(biāo)準(zhǔn)中對(duì)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(shí)起到關(guān)鍵性的用途。