铅炭电池构成及优缺点主要有哪些？
来源：宝鄂实业
2019-09-08 16:44
点击量：次
铅炭电池充电时间为铅酸电池的八分之一，循环寿命为铅酸电池的四倍以上，与锂电池相比，也具有低温性能好、成本低、生产及回收工艺成熟等优势，倍率性能也大大提高，铅炭电池在储能领域的产业化应用已经开始走向成熟。
中国科学院院士杨裕生认为凭借低成本、安全、原料易得、可靠、产业化技术成熟等显着优势，铅炭电池已经成功应用于城市微电网、风光储能电站、风电路灯等系统，还能为各种电动汽车提供动能，是符合我国产业布局和制造水平的一种储能电池。
铅炭电池的构成
铅炭电池是一种特殊的电容型铅酸电池，传统的铅酸蓄电池单体是由一个二氧化铅正极板和一个海绵状铅负极板组成，而不对称超级电容器则是由二氧化铅正极板和碳负极板组成。由于二者有共同的正极板，因此可以将二者复合在同一电池体系内，即形成所谓的铅炭电池。图1展示了从传统铅酸电池到铅炭电池两者结构上的发展与变化。
铅炭电池的优缺点
从图1可以看出，相比于传统铅酸电池，铅炭电池在负极加入了碳材料。碳材料的加入加速了转化过程中活性物质的转化，活性炭表面形成了新的活性中心，降低了极板充电过程中的极化，并抑制硫酸铅颗粒长大，有利于硫酸铅的还原。所以在铅酸蓄电池中加入适量的碳能够有效抑制硫酸铅晶体在负极表面的积累，减缓硫酸盐化的趋势，使得电池循环的寿命显著增加。
同时，与在高倍率充放电过程中，超级电容器能够快速提供和吸收电荷，发挥缓冲器的作用。因此与超级电容器的配合提高了电池的功率，延长了电池循环寿命。
储能系统构成
储能系统中，除了电池的应用以外，还涉及到了电池管理系统（BMS）以及过程控制系统（PCS）等。BMS主要用于估测动力电池组的荷电状态，即电池剩余电量；在电池充放电过程中进行动态监测等，是电池能量管理系统中的一项关键技术。图2展示了储能电站运营管理系统的示意图。
当储能电站配合光伏并网发电时，光伏组件首先利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，之后对电池组进行充电，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电；BMS根据日照强度与负载的变化，实时调节蓄电池组的充放电状态，使整个系统保持了连续性和稳定性。
电池组在整个储能系统中起到了能量调节和平衡负载的重大作用。它在用电低谷时将电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时使用。而铅炭电池本身更好的充放电接收能力（100%深度放电后，以2.35V/单位恒压限流0.15C10（A）充电10小时，充电量在放出电量的98%以上）；极低的自放电；以及70%DOD预期循环寿命4000次、可回收的特性，使得铅炭电池相对于储能系统相比于传统的铅酸电池更具有优势。
