电池修复，蓄电池的寿命及分类
来源：宝鄂实业
2019-03-20 09:11
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这就是说，电池充足电后，充电器应输出恒定的浮充电压。在浮充状态下，充入电池的电流应能补充电池因自放电而失去的电量。浮充电压不能过高，以免因严重过充电而缩短电池的寿命。
采用适当的浮充电压，免维护铅酸蓄电池的浮充寿命可达10年以上。实践证明，实际的浮充电压与规定的浮充电压相差5％时，免维护蓄电池的寿命将缩短一半池的电压与温度有很大关系，温度每升高1℃，单格电池的电压将下降4mV。
也就是说，铅酸电池的电压具有负温度系数，其值为–4mV/℃。由此可知，在环境温度为25℃时工作很理想的充电器，当环境温度降到0℃时，电池就不能充足电，当环境温度升到50℃时，电池将因严重过充电而缩短寿命。
因此，为了保证在很宽的温度范围内，都能使电池刚好充足电，充电器的各种转换电压必须随电池电压的温度系数而变。
当今世界上，人类正面临化石能源的日益枯竭和对可持续能源的不断增长的需求的严峻问题，从而推动了对低成本、环保和高性能能量转换和存储系统的研究。同时，随着电动汽车和智能电网应用需求的快速增加，因此可以提供高能量密度、稳定的可循环性和优异成本效益的电池的市场需求越来越大。其中，锂离子电池因具有高能量密度、优异的循环稳定性和重量轻的优点，而成为最有前景的能量存储设备之一。然而，目前最先进的锂离子电池仍然不能满足日益增长的高能量密度需求，因为用锂金属作为阳极时主要存在树枝状晶形生长，将可能出现短路（导致热失控）和低库仑效率、循环寿命差的问题。
在开发锂金属负极以及其他高容量正极化学品（如硫和氧）时，研究人员发现利用固体电解质(SSE)取代传统电解液时具有很好的安全性，因此开发基于固体电解质的锂金属电池或许可以从根本上解决安全性的问题。同时，研究结果表明在室温下的离子电导率就高于10-3 S cm-1的超离子导体。然而，SSE与电极的相容性差产生的高界面阻抗的问题，限制了它们的实际应用。目前，科研人员已经提出了采用先进的分离器、电解质添加剂和正温度系数（PTC）改进的集电器等新方法以提高锂金属电池的安全性。因此，现在迫切需要开发出具有更高能量密度、更长循环寿命和更高安全性的锂金属电池的新化学品或技术。
最近，Chem在线刊登了美国斯坦福大学的崔屹教授和中国上海科技大学的刘巍研究员（共同通讯作者）、上海科技大学博后夏水鑫（第一作者）和上海科技大学15级本科生吴昕晟（共同一作）等人总结的关于全固态锂金属电池的发展现状和未来前景的综述。题目是“Practical Challenges and Future Perspectives of All-Solid-State Lithium-Metal Batteries”。在这篇综述中，首先总结了高导电固体电解质(SSE)的主要挑战和最新发展，包括聚合物、无机和复合材料，以及用于下一代高能量密度的锂电池，从基础理解到技术创新。其次，总结了关于SSE和电极界面问题的策略。接着，介绍了锂金属负极与锂嵌入化合物、硫和氧正极结合的ASSLMBs的当前进展和实际挑战。最后，还展望了基于锂金属负极的ASSLMBs的未来前景。
人造卫星、宇宙飞船等在轨空间飞行器上提供能源的太阳能电池，由于使用环境特殊，要求光伏材料具有高效率、耐高低温冲击、抗高能粒子辐射等性能。空间太阳能电池在空间领域目前使用较多的是化合物型太阳能电池，GaAs光伏电池虽然抗辐照能力强，但由于单晶材料成本高、机械强度较差，不符合空间电源高可靠性等要求，后来逐步采用Ge单晶替代GaAs制备单结电池。单结的化合物型电池只能吸收特定光谱的太阳光，转换效率不够高。目前常用不同禁带宽度的III-V族材料制备的多结叠层电池，按禁带宽度大小叠合，分别选择性吸收和转换太阳光谱的不同区域，可大幅度提高光电转换效率。空间太阳能电池产品制造过程复杂，价格较高，因此暂不适合地面应用。
1.2 近地飞行器
固定翼飞机、飞艇、气球等近地飞行器要保证长时滞空，必须采用能够长期工作的电能采集设备。美日等国的临近空间长航时飞行器均采用在表面铺设轻质高效光伏阵列，并与储能装置相结合，作为飞行器能源动力来源。飞艇和气球的蒙皮在升空过程中气压作用下膨胀，会对不可延展的硅基电池和延展性较差的各种薄膜电池造成破坏，要求粘接结合在表面的光伏材料具有可卷曲性、适度的伸缩性，大面积柔性薄膜太阳能电池是艇用光伏材料的最佳选择。典型的包括美国NASA的“HeiloS”高空无人飞行器，蒙皮上布置了64000片太阳能电池。美国洛马公司的“HALE-D”飞艇，轻质蒙皮上铺设的是薄膜太阳能电池。日本的“SPF”飞艇，轻质蒙皮上铺设的也是非晶硅柔性薄膜太阳能电池。
1.3 野战光伏电站
便携式的光伏组件展开撤收快速、隐蔽性强，可实现模块化组装，可维护性高。小规模太阳能电池卷组可配置到战术单位，作为独立蓄电单位，分布式生产电能。大规模光伏阵列电池输出功率高，可以与野战微电网联接作为大中型电站使用。美军近年来加快了电站建设速度，陆军在位于新墨西哥州白沙导弹试验场建设了4.5MW光伏电站，又先后在亚利桑那州谢拉维斯塔、瓦丘卡堡军事基地建造了18MW太阳能项目，本宁堡基地的30MW超大规模光伏电站，在81万平方米用地上使用了134000张太阳能电池板。美国海军在珍珠港—希卡姆联合基地、夏威夷海军陆战队基地建设的光伏阵发电系统总装机容量为17MW，美国空军在内华达州内利斯空军基地建设的19 MW的光伏电站。
