中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:一、技術(shù)原理
鉛酸電池是指電極由鉛及其氧化物制成,電解液是硫酸溶液的一種蓄電池。在荷電狀態(tài)下,鉛酸電
池的正極主要成分為二氧化鉛,負(fù)極主要成分為鉛;放電狀態(tài)下,正負(fù)極的主要成分均為硫酸鉛。圖1為
鉛酸電池的工作原理。放電時(shí),正極的二氧化鉛與硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛和水,負(fù)極的鉛與硫酸反應(yīng)生成
硫酸鉛;充電時(shí),正極的硫酸鉛轉(zhuǎn)化為二氧化鉛,負(fù)極的硫酸鉛轉(zhuǎn)化為鉛。
它的化學(xué)反應(yīng)式為:
(i)陽(yáng)極:
(ii)陰極:
鉛酸電池可分為很多種,如需要定期添加蒸餾水的水浸式鉛酸電池和密封免維護(hù)的閥控制鉛酸電池
等。鉛酸電池具有技術(shù)成熟、成本低(300-600美元、kWh)、穩(wěn)定性高和效率高(70-90%)等優(yōu)點(diǎn),常用
作提高電力質(zhì)量設(shè)備、不間斷電源和旋轉(zhuǎn)備用電源等。但作為電能管理設(shè)備,鉛酸電池由于充放電循環(huán)
壽命短(500-1000次)、能量密度低(30-50Wh/kg)而應(yīng)用受到限制。而且,鉛酸電池由于低溫時(shí)性能大
幅降低,因此還需要一個(gè)溫度管理系統(tǒng)。
二、關(guān)鍵技術(shù)
鉛酸電池的關(guān)鍵技術(shù)包括板柵合金的制備技術(shù)、正負(fù)極和隔板材料及結(jié)構(gòu)技術(shù)、電池密封與免維護(hù)
技術(shù)、電池充電管理與溫度控制技術(shù)等。
三、應(yīng)用現(xiàn)狀
鉛酸電池已應(yīng)用在很多商業(yè)場(chǎng)合比如德國(guó)柏林的DEWAG的(8.5MWh/1h)電廠、伊維爾德羅拉技術(shù)
演示中心的4 MWh/1h系統(tǒng)(西班牙,馬德里)、PREPA(波多黎各)的14MWh/1h機(jī)組。最大的是在美國(guó)加
利福尼亞的40MWh系統(tǒng),該系統(tǒng)可以功率10MW運(yùn)行4個(gè)小時(shí)。
四、發(fā)展趨勢(shì)
鉛酸電池未來的主要發(fā)展趨勢(shì)在于優(yōu)化電池關(guān)鍵原材料的制備技術(shù),改進(jìn)電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝
,和提升電池工況適用范圍等;同時(shí)許多企業(yè)在開發(fā)先進(jìn)的新型鉛酸電池,如鉛碳電池、超級(jí)鉛酸電池
和水平鉛酸電池等,這些新技術(shù)有望使鉛酸電池在儲(chǔ)能密度和循環(huán)壽命上有所突破。