钜大LARGE | 点击量：11554次 | 2021年04月15日
光伏发电常用的哪几种蓄电池 你了解吗？
光伏蓄电池是‘蓄电池’在光伏发电中的应用，目前采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池，胶体蓄电池和碱性镍镉蓄电池四种。其中，铅酸免维护蓄电池和胶体蓄电池被广泛使用，因为其固有的免维护特性及对环境较少污染的特点，很适合用于性能可靠的光伏发电系统,特别是无人值守的工作站。
一、铅酸免维护蓄电池
最大的特点就是免维护，和铅酸蓄电池比它的电解液的消耗量非常小，在使用寿命内基本不要补充蒸馏水。它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。相对的，它的售价也会比铅酸蓄电池更贵。至于使用寿命，正常情况下免维护蓄电池的建议更换周期为3年左右，与铅酸蓄电池相当。
二、普通铅酸蓄电池
蓄电池是1859年由法国人普兰特（Plante）发明的，至今已有一百多年的历史。电池重要由管式正极板、负极板、电解液、隔板、电池槽、电池盖、极柱、注液盖等组成。重要优点是电压稳定、价格便宜；缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁。老式普通蓄电池一般寿命在2年左右，而且需定期检查电解液的高度并添加蒸馏水。不过随着科技的发展，铅酸蓄电池的寿命变得更长而且维护也更简单了。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
三、胶体蓄电池
胶体铅酸蓄电池是对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进，用胶体电解液代换了硫酸电解液，在安全性、蓄电量、放电性能和使用寿命等方面较普通电池有所改善。内部无游离液体存在，在同等体积下电解质容量大，热容量大，热消散能力强，能防止一般蓄电池易出现热失控现象；电解质浓度低，对极板的腐蚀用途弱；浓度均匀，不存在电解液分层现象。
四、碱性镍镉蓄电池
镍镉蓄电池（Nickel-cadmiumbattery）正极活性物质重要由镍制成，负极活性物质重要由镉制成的一种碱性蓄电池。正极为氢氧化镍，负极为镉，电解液是氢氧化钾溶液。其优点是轻便、抗震、寿命长，常用于小型电子设备。镍镉电池可快速充电，循环使用寿命较长，是铅酸蓄电池的两倍多，可达到2000多次，但价格为铅酸蓄电池的4～5倍。它的初期购置成本虽高，但由于其在能色量和使用寿命方面的优势，因此其长期的实际使用成本并不高。但使用中要做好回收工作，否则重金属镉会污染环境。
在选择蓄电池时，了解各种蓄电池在工艺间上和使用上的差异是非常必要的，首先要充分了解用户本身对产品的需求。例如后备电源系统容量需求、使用的频率、使用的环境、重要用途、使用寿命、可靠性要求、瞬间放电率、整流器的规格和其他蓄电池相关性能的要求。其次要了解蓄电池的电性能，包括产品设计参数（蓄电池的型号、外观尺寸、额定容量、额定电压、重量、重量比能量、体积比能量、设计寿命、正负极板片数、正负极板厚度比、电解液密度、极板的类型、板栅的材料等）、产品电性能参数、产品的实际使用寿命、安装使用环境、不同型号的性能和价格、不同种类的产品保修期等。不论是采用玻璃纤维隔膜的阀控式密封蓄电池(以下简称AGM密封蓄电池)还是采用胶体电解液的阀控式密封蓄电池(以下简称胶体密封蓄电池)，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。正极析氧是在正极充电量达到70%时就开始了。析出的氧到达负极，跟负极起下述反应，达到阴极吸收的目的。负极析氢则要在充电到90%时开始，再加上氧在负极上的还原用途及负极本身氢过电位的提高，从而防止了大量析氢反应。
对AGM密封蓄电池而言，AGM隔膜中虽然保持了电池的大部分电解液，但必须使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。
对胶体密封蓄电池而言，电池内的硅凝胶是以SiQ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，给正极析出的氧供应了到达负极的通道。
由此看出，两种电池的密封工作原理是相同的，其差别就在于电解液的固定方式和供应氧气到达负极通道的方式有所不同。
三、电池结构和工艺上的重要差异
AGM密封蓄电池使用纯的硫酸水溶液作电解液，其密度为1.291.3lg/cm3。除了极板内部吸有一部分电解液外，其大部分存在于玻璃纤维膜之中。为了给正极析出的氧供应向负极的通道，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。
另外，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’-q2w-Srr--A1四元合金。
胶体密封蓄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1.26～1.28g/cm3。电解液的量比AGM式电池要多20%，跟富液式电池相当。这种电解质以胶体状态存在，充满在隔膜中及正负极之间，硫酸电解液由凝胶包围着，不会流出电池。
由于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。同时，为了提高电池容量而又不减少电池寿命，极板可以做得薄一些。电池槽内部空间也可以扩大一些。
四、电池放电容量
初期的胶体蓄电池的放电容量只有富液式电池的80%左右，这是由于使用性能较差的胶体电解液直接灌入未加改动的富液式电池之中，电池的内阻较大，电解质中离子迁移困难引起的。
近来的研究工作表明，改进胶体电解液配方，控制胶粒大小，掺人亲水性高分子添加剂，降低胶液浓度提高渗透性和对极板的亲合力，采用真空灌装工艺，用复合隔板或AGM隔板取代橡胶隔板，提高电池吸液性;取消电池的沉淀槽，适度增大极板面积活性物质的含量，结果可使胶体密封电池的放电容量达到或接近开口式蓄电池的水平。
AGM式密封蓄电池电解液量少，极板的厚度较厚，活性物质利用率低于开口式电池，因而电池的放电容量比开口式电池要低10%左右。与当今的胶体密封电池相比，其放电容量要小一些。
五、电池内阻及大电流放电能力
蓄电池的内阻是由欧姆内阻、浓差极化内阻、电化学极化内阻组成的。前者包括极板、铅零件、电解液、隔极电阻。AGM密封蓄电池所用的玻璃纤维隔板具有90%的孔率，硫酸吸附其内，且电池采用紧装配形式，离子在隔板内扩散和电迁移受到的阻碍很小，所以AGM密封蓄电池具有低内阻特性，大电流快速放电能力很强。
胶体密封蓄电池的电解液是硅凝胶，虽然离子在凝胶中的扩散速度接近在水溶液中的扩散速度，但离子的迁移和扩散要受到凝胶结构的影响，离子在凝胶中扩散的途径越弯曲，结构中孔隙越狭窄，所受到的阻碍也越大。因而胶体密封蓄电池内阻要比AGM密封蓄电池要大。
然而试验结果表明胶体密封蓄电池的大电流放电性能仍然很好，完全满足有关标准中对密封电池大电流放电性能的要求。这可能是由于多孔电极内部及极板附近液层中的酸和其他有关离子的浓度在大电流放电时起到关键性的用途。
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