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大型储能电池

2009年11月21日 08:56 www.elecfans.com 作者:佚名 用户评论(0

大型储能电池

在本文的开篇我们已经提及到新能源如风能,太阳能的发展需有大型储能电池的支持。就目前来看,成熟的大型储能电池的技术还在发展过程中。现有的充电电池如用作大型储能都存在这样那样的问题, 比如铅酸电池有比能量,循环寿命和环保的问题;镍氢电池有成本,比能量,循环寿命等问题,锂电池也存在成本和产量问题。

如果现在就选择一种充电电池用作大型储能,铅酸电池勉强算得上。其实铅酸电池已经历了近150年的发展历程了,现在广泛的应用在交通、通信、电力、军事各个领域。它是法国人普兰特(G.Plante)于1859年发明的,其电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液。荷电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅;放电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。

这是我们常见的铅酸电池

铅酸电池自发明后,在化学电源中一直占有绝对优势。这是因为其价格低廉、原材料易于获得,使用上有充分的可靠性,适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点。但铅酸电池有两个主要缺点:①充电末期水会分解为氢,氧气体析出,需经常加酸、加水,维护工作繁重;②气体溢出时携带酸雾,腐蚀周围设备,并污染环境,限制了电池的应用。 所以近二十年来,为了解决以上的两个问题,世界各国竞相开发密封铅酸电池(即VRLA),希望实现电池的密封,获得干净的绿色能源。1996年以后VRLA电池基本取代传统的富液开放式电池,得到了广大用户的认可。但很遗憾,直至今日所谓VRLA电池并不能100%的保证密封。

随着镍镉电池,镍氢电池和锂电池发展与大量应用,以及民众对环保的逐渐重视,铅酸电池在各个领域有逐步被淘汰的趋势。在大型储能领域,很明显锰酸锂电池特别是锂铁电池潜力巨大。假以时日,解决了成本问题的锰酸锂电池和锂铁电池必将获得广泛的应用。

最后简单介绍一下有潜力大型储能技术。

1. 钒电池。钒电池全称为全钒氧化还原液流电池(Vanadium Redox Battery,缩写为VRB),它用不同价态的钒离子溶液分别作为正负极活性物质,通过外接泵把溶液从储液槽压入电池堆体内完成电化学反应,反应后溶液又回到储 液槽,活性物质不断循环流动,由此完成充放电。目前钒电池存在的技术问题主要有两个,第一,钒电池正极液中的五价钒在静置或温度高于45摄氏度的情况下易析出五氧化二钒沉淀。第二,石墨极板要被正极液刻蚀。如果操作不当,一次充电就能让石墨板完全刻蚀,电堆只能报废。另外,钒电池目前成本过高。

2.磁悬浮飞轮储能。飞轮技术就是机械能和电能的相互转化来充放电。它是以高速旋转的飞轮铁芯作为机械能量储存的介质,利用电动/发电机和能量转换控制系统来控制能量的输入和输出。为了减少运转时的损耗,提高转速和储能装置的效率,飞轮储能装置轴承的设计一般都使用非接触式的磁悬浮轴承技术,而且将电机和飞轮都密封在一个真空容器内减少风阻。

3. 超导储能。它把能量储存于超导线圈的磁场中,通过电磁相互转换实现储能装置的充电和放电。由于在超导状态下线圈没有电阻,因此超导储能的能量损耗非常小。但是超导是在超低温的条件下实现的,而持续维持超低温的花费巨大。所以这项技术要等到高温超导材料的成熟才能广泛应用。


 

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( 发表人:蔡玉 )

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