储能电池市场分析

1、储能电池市场分析风能和太阳能非并网发电系统都需要储能电池。这是由于这两种发电方式受到大自然条件变化的影响，而具有间歇性和不可控性。小型风能和太阳能非并网发电系统普遍采用铅蓄电池组作为储能装置。目前风力发电机组已由千瓦级发展到兆瓦级，这就要求储能系统必需大型化。同时由于发电系统地理位置的限制，储能系统必需安全可靠，使用方便，价格便宜，充电效率高，使用寿命长并且有充分的抗恶劣天气和使用条件的能力。文章综合了风能和太阳能发电系统对储能系统的要求和不同类型蓄电池的特点，阐明了胶体密封铅蓄电池是风能和太阳能发电系统的最合适的储能装置。1蓄电池是市场认可的蓄能装置表1列出了4种常用的蓄电池的特性，以下简要

2、介绍它们的特点和试用情况。铅蓄电池铅蓄电池至今仍然广泛应用于军事和国民经济的许多领域。究其原因首先是这种电池有其固有的优越性；再者，电池本身为适应社会发展的需要也经历了“脱胎换骨”的变化，已经今非昔比了。当前使用最广泛的是阀控式密封铅蓄电池（VRLA）和胶体密封铅蓄电池。这些电池内部结构多种多样，容量范围可从数十毫安时到上万安时，它们已逐步取代传统的铅蓄电池，其主要优缺点概述如下：表四种常用的话尅池的主要特性Table1Tliemampropertyoffourwcondarybatteries电迪黄型费叢45-80眇州30-?0noaw比功初（购150-500500-1000150-3501

3200200-30074n讥耳._-1m口r.1p*：打liVVihlff*1*勺uil图2帆机化还原电池工作原理图WorkingschematiGdiagrredoxbattery2.3超级电容器超级电容器是20世纪60年代发展起来的一种新型贮能单元,20世纪80年代国外已进入商业应用规模，近年来得到了飞快的发展。超级电容器是将电化学双层电容与法拉弟准电容结合起来做成的电容器。它采用比表面积很大的多孔性炭和具有准电容特性的Ru02xH20按一定的比例做成电极材料，使用38%硫酸或胶体高分子聚合物作为电解质，使用多孔性的聚乙烯/聚丙烯膜作为隔膜，其厚度为0.02mm。在

4、两电极之间夹上隔膜，以此组成电极基片，再由此基片组装成超级电容器。超级电容器的结构形式大致分为两种：其一是柱状电容器，即把基片卷绕起来装进圆形金属外壳内，这种电容器适用于低电压大电流充放电的情况;另一种是叠层式的，即将电极基片叠起来，组装在塑料或金属壳内，这种电容器用在高电压小电流充放电的情况下比较合适。当前研制成功的超级电容器具有如下特点:功率密度高,1000W/kg;循环寿命长,50000次;充电时间短，全充电1030min;充电效率高，可达95%；储存寿命极长；可靠性高。超级电容器适用于大功率脉冲输出，在一些特定的场合，它也可以用作储能系统。三、胶体电池受到青睐3.1两类阀控密封铅蓄电池

5、(VRLA电池)当今阀控密封铅蓄电池有两类，即使用玻璃纤维隔膜(AGM)的紧装配贫液式密封铅蓄电池，简称AGM电池；另一种使用胶体电解液的富液式密封铅蓄电池，简称胶体电池或Gel电池。两类电池的对比如下：(a)电池的工作原理它们都是利用阴极吸收原理使电池得以密封的。电池充电时，正极会析出氧气，负极会析出氢气。正极析出的氧到达负极，跟负极起反应，达到阴极吸收的目的。AGM电池隔膜中虽然保持了电池的大部分电解液，但必须保证10%的隔膜孔隙中不进入电解液。正极生成的氧就是通过这部分孔隙到达负极而被负极吸收的。胶体电池内的硅凝胶是以Si02质点作为骨架构成的三维多孔网状结构，它将电解液包藏在里边。电池

6、灌注的硅溶胶变成凝胶后，骨架要进一步收缩，使凝胶出现裂缝贯穿于正负极板之间，给正极析出的氧提供了到达负极的通道。由此看出，两种电池的密封工作原理是相同的，其区别就在于电解液的“固定”方式和提供氧气到达负极的通道的方式有所不同。电池结构和工艺上的主要差异AGM电池使用纯的硫酸溶液作电解液，其密度为1.29i.3ig/cm3。除了极板内部吸有一部分电解液外，其大部存在于玻璃纤维隔膜之中。为了给正极析出的氧提供向负极的通道，必须使隔膜保持有10%的孔隙不被电解液占有，即贫液式设计。为了使极板充分接触电解液，极群采用紧装配的方式。为了保证电池有足够的寿命，极板应设计得较厚，正板栅合金采用Pb-Ca-S

7、n-Al四元合金。胶体电池的电解液是由硅溶胶和硫酸配成的，硫酸溶液的浓度比AGM式电池要低，通常为1.261.28g/cm3。电解液的量比AGM式电池约多20%,跟富液式电池相当。这种电池采用的是富液式非紧装配结构，正极板栅材料可以采用低锑合金，也可以采用管状电池正极板。电池放电容量胶体电池的放电容量达到或接近开口式铅蓄电池的水平。AGM式电池的放电容量比开口式电池要低10%左右。电池内阻及大电流放电能力AGM电池内阻低，大电流快速放电能力很强。胶体电池的内阻比AGM电池稍大，但它的大电流放电能力并不亚于AGM电池。热失控热失控指的是电池在充电后期(或浮充状态)，由于没有及时调整充电电压，使电

8、池的充电电流和温度发生一种累积性的相互增强作用，此时电池的温度急剧上升，从而导致电池槽膨胀变形，失水速度加大，甚至电池损坏。这是AGM电池在使用不当时出现的一种具有很大破坏性的现象。胶体电池没有热失控现象。使用寿命胶体电池采用了富液式设计，电解液密度比AGM电池低，降低了板栅合金腐蚀速度；电解液量也比AGM电池多巧20%,对失水的敏感性较低。胶体电池运行寿命达1214年,AGM密封铅蓄电池只有6-8年。自放电AGM电池的自放电速度为3%5%/月。我们开发的储能用胶体电池自放电速度为1%/月。3.2先进的储能用胶体电池先进的储能用胶体电池具有以下特点：采用管式正极板或厚的平板电极(85mm);悬挂式极群;复合式隔板；板栅合金不含锑；低密度电解液(d=1.24O1.26og/mL)(低温使用地区，电解液密度要适当提高)；循环寿命16oo次(D0D=80%);自放电速度慢,1%/月；特别适合部分荷电态运行;DOD=40%80%条件下循环寿命超过5500次，充电效率达99%。四、小结和建议（1）胶体密封