1、儲(chǔ)能電池市場(chǎng)分析風(fēng)能和太陽(yáng)能非并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)都需要儲(chǔ)能電池。這是由于這兩種發(fā)電方式受到大自然條件變化的影響，而具有間歇性和不可控性。小型風(fēng)能和太陽(yáng)能非并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)普遍采用鉛蓄電池組作為儲(chǔ)能裝置。目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已由千瓦級(jí)發(fā)展到兆瓦級(jí)，這就要求儲(chǔ)能系統(tǒng)必需大型化。同時(shí)由于發(fā)電系統(tǒng)地理位置的限制，儲(chǔ)能系統(tǒng)必需安全可靠，使用方便，價(jià)格便宜，充電效率高，使用壽命長(zhǎng)并且有充分的抗惡劣天氣和使用條件的能力。文章綜合了風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的要求和不同類型蓄電池的特點(diǎn)，闡明了膠體密封鉛蓄電池是風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最合適的儲(chǔ)能裝置。1蓄電池是市場(chǎng)認(rèn)可的蓄能裝置表1列出了4種常用的蓄電池的特性，以下簡(jiǎn)要

2、介紹它們的特點(diǎn)和試用情況。鉛蓄電池鉛蓄電池至今仍然廣泛應(yīng)用于軍事和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域。究其原因首先是這種電池有其固有的優(yōu)越性；再者，電池本身為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要也經(jīng)歷了“脫胎換骨”的變化，已經(jīng)今非昔比了。當(dāng)前使用最廣泛的是閥控式密封鉛蓄電池（VRLA）和膠體密封鉛蓄電池。這些電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)多種多樣，容量范圍可從數(shù)十毫安時(shí)到上萬(wàn)安時(shí)，它們已逐步取代傳統(tǒng)的鉛蓄電池，其主要優(yōu)缺點(diǎn)概述如下：表四種常用的話尅池的主要特性Table1Tliemampropertyoffourwcondarybatteries電迪黃型費(fèi)叢45-80眇州30-?0noaw比功初（購(gòu)150-500500-1000150-3501

3200200-30074n譏耳._-1m口r.1p*：打liVVihlff*1*勺u(yù)il圖2帆機(jī)化還原電池工作原理圖WorkingschematiGdiagrredoxbattery2.3超級(jí)電容器超級(jí)電容器是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一種新型貯能單元,20世紀(jì)80年代國(guó)外已進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用規(guī)模，近年來(lái)得到了飛快的發(fā)展。超級(jí)電容器是將電化學(xué)雙層電容與法拉弟準(zhǔn)電容結(jié)合起來(lái)做成的電容器。它采用比表面積很大的多孔性炭和具有準(zhǔn)電容特性的Ru02xH20按一定的比例做成電極材料，使用38%硫酸或膠體高分子聚合物作為電解質(zhì)，使用多孔性的聚乙烯/聚丙烯膜作為隔膜，其厚度為0.02mm。在

4、兩電極之間夾上隔膜，以此組成電極基片，再由此基片組裝成超級(jí)電容器。超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)形式大致分為兩種：其一是柱狀電容器，即把基片卷繞起來(lái)裝進(jìn)圓形金屬外殼內(nèi)，這種電容器適用于低電壓大電流充放電的情況;另一種是疊層式的，即將電極基片疊起來(lái)，組裝在塑料或金屬殼內(nèi)，這種電容器用在高電壓小電流充放電的情況下比較合適。當(dāng)前研制成功的超級(jí)電容器具有如下特點(diǎn):功率密度高,1000W/kg;循環(huán)壽命長(zhǎng),50000次;充電時(shí)間短，全充電1030min;充電效率高，可達(dá)95%；儲(chǔ)存壽命極長(zhǎng)；可靠性高。超級(jí)電容器適用于大功率脈沖輸出，在一些特定的場(chǎng)合，它也可以用作儲(chǔ)能系統(tǒng)。三、膠體電池受到青睞3.1兩類閥控密封鉛蓄電池

5、(VRLA電池)當(dāng)今閥控密封鉛蓄電池有兩類，即使用玻璃纖維隔膜(AGM)的緊裝配貧液式密封鉛蓄電池，簡(jiǎn)稱AGM電池；另一種使用膠體電解液的富液式密封鉛蓄電池，簡(jiǎn)稱膠體電池或Gel電池。兩類電池的對(duì)比如下：(a)電池的工作原理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。正極析出的氧到達(dá)負(fù)極，跟負(fù)極起反應(yīng)，達(dá)到陰極吸收的目的。AGM電池隔膜中雖然保持了電池的大部分電解液，但必須保證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。膠體電池內(nèi)的硅凝膠是以Si02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

6、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，給正極析出的氧提供了到達(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，其區(qū)別就在于電解液的“固定”方式和提供氧氣到達(dá)負(fù)極的通道的方式有所不同。電池結(jié)構(gòu)和工藝上的主要差異AGM電池使用純的硫酸溶液作電解液，其密度為1.29i.3ig/cm3。除了極板內(nèi)部吸有一部分電解液外，其大部存在于玻璃纖維隔膜之中。為了給正極析出的氧提供向負(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。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-Ca-S

7、n-Al四元合金。膠體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1.261.28g/cm3。電解液的量比AGM式電池約多20%,跟富液式電池相當(dāng)。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。電池放電容量膠體電池的放電容量達(dá)到或接近開(kāi)口式鉛蓄電池的水平。AGM式電池的放電容量比開(kāi)口式電池要低10%左右。電池內(nèi)阻及大電流放電能力AGM電池內(nèi)阻低，大電流快速放電能力很強(qiáng)。膠體電池的內(nèi)阻比AGM電池稍大，但它的大電流放電能力并不亞于AGM電池。熱失控?zé)崾Э刂傅氖请姵卦诔潆姾笃?或浮充狀態(tài))，由于沒(méi)有及時(shí)調(diào)整充電電壓，使電

8、池的充電電流和溫度發(fā)生一種累積性的相互增強(qiáng)作用，此時(shí)電池的溫度急劇上升，從而導(dǎo)致電池槽膨脹變形，失水速度加大，甚至電池?fù)p壞。這是AGM電池在使用不當(dāng)時(shí)出現(xiàn)的一種具有很大破壞性的現(xiàn)象。膠體電池沒(méi)有熱失控現(xiàn)象。使用壽命膠體電池采用了富液式設(shè)計(jì)，電解液密度比AGM電池低，降低了板柵合金腐蝕速度；電解液量也比AGM電池多巧20%,對(duì)失水的敏感性較低。膠體電池運(yùn)行壽命達(dá)1214年,AGM密封鉛蓄電池只有6-8年。自放電AGM電池的自放電速度為3%5%/月。我們開(kāi)發(fā)的儲(chǔ)能用膠體電池自放電速度為1%/月。3.2先進(jìn)的儲(chǔ)能用膠體電池先進(jìn)的儲(chǔ)能用膠體電池具有以下特點(diǎn)：采用管式正極板或厚的平板電極(85mm);懸掛式極群;復(fù)合式隔板；板柵合金不含銻；低密度電解液(d=1.24O1.26og/mL)(低溫使用地區(qū)，電解液密度要適當(dāng)提高)；循環(huán)壽命16oo次(D0D=80%);自放電速度慢,1%/月；特別適合部分荷電態(tài)運(yùn)行;DOD=40%80%條件下循環(huán)壽命超過(guò)5500次，充電效率達(dá)99%。四、小結(jié)和建議（1）膠體密封