九种储能电池的优缺点解析
电池储能的优缺点(九种储能电池解析)
一、铅酸电池
主要优点:
1、原料易得,价格相对低廉;
2、高倍率放电性能良好;
3、温度性能良好,可在-40~+60℃的环境下工作;
4、适合于浮充电使用,使用寿命长,无记忆效应;
5、废旧电池容易回收,有利于保护环境。
主要缺点:
1、比能量低,一般30~40Wh/kg;
2、使用寿命不及Cd/Ni电池;
3、制造过程容易污染环境,必须配备三废处理设备。
二、镍氢电池
主要优点:
1、与铅酸电池比,能量密度有大幅度提高,重量能量密度65Wh/kg,体积能量密度都有所提高200Wh/L;
2、功率密度高,可大电流充放电;
3、低温放电特性好;
4、循环寿命(提高到1000次);
5、环保无污染;
6、技术比较锂离子电池成熟。
主要缺点:
1、正常工作温度范围-15~40℃,高温性能较差;
2、工作电压低,工作电压范围1.0~1.4V;
3、价格比铅酸电池、镍氢电池贵,但是性能比锂离子电池差。
三、锂离子电池
主要优点:
1、比能量高;
2、电压平台高;
3、循环性能好;
4、无记忆效应;
5、环保,无污染;目前是最好潜力的电动汽车动力电池之一。
四、超级电容
主要优点:
1、功率密度高;
2、充电时间短。
主要缺点:
能量密度低,仅1-10Wh/kg,超级电容续航里程太短,不能作为电动汽车主流电源。
电池储能的优缺点(九种储能电池解析)
五、燃料电池
主要优点:
1、比能量高,汽车行驶里程长;
2、功率密度高,可大电流充放电;
3、环保,无污染。
主要缺点:
1、系统复杂,技术成熟度差;
2、氢气供应系统建设滞后;
3、对空气中二氧化硫等有很高要求。由于国内空气污染严重,在国内的燃料电池车寿命较短。
六、钠硫电池
优势:
1、高比能量(理论760wh/kg;实际390wh/kg);
2、高功率(放电电流密度可达200~300mA/cm2);
3、充电速度快(充满30min);
4、长寿命(15年;或2500~4500次);
5、无污染,可回收(Na,S回收率近100%);6、无自放电现象,能量转化率高;
不足:
1、工作温度高,其工作温度在300~350度,电池工作时需要一定的加热保温,启动慢;
2、价格昂贵,万元/每度;
3、安全性差。
七、液流电池(钒电池)
优点:
1、安全、可深度放电;
2、规模大,储罐尺寸不限;
3、有很大的充放电速率;
4、寿命长,高可靠性;
5、无排放,噪音小;
6、充放电切换快,只需0.02秒;
7、选址不受地域限制。
缺点:
1、正极、负极电解液交叉污染;
2、有的要用价贵的离子交换膜;
3、两份溶液体积大,比能量低;
4、能量转换效率不高。
八、锂空气电池
致命缺陷:
固体反应生成物氧化锂(Li2O)会在正极堆积,使电解液与空气的接触被阻断,从而导致放电停止。科学家认为,锂空气电池的性能是锂离子电池的10倍,可以提供与汽油同等的能量。锂空气电池从空气中吸收氧气充电,因此这种电池可以更小、更轻。全球不少实验室都在研究这种技术,但如果没有重大突破,要想实现商用可能还需要10年。
九、锂硫电池
(锂硫电池是一类极具发展前景的高容量储能体系)
优点:
1、能量密度高,理论能量密度可达2600Wh/kg;
2、原材料成本低;
3、能源消耗少;
4、低毒。
虽然锂硫电池研究已经经历了几十年,并且在近10年时间取得了许多成果,但离实际应用还有不小距离。
由于在反应中,生成产物LiMn2O4时涉及大量的微观结构重排,其中涉及有关化学键的断裂和重新组合,原子或离子要作相当大距离(原子尺度上)的迁移。因此,需要足够高的温度才能使这些原子或离子扩散到新的反应界面,同时需通过电加热或微波加热来实现高温固相反应。
采用高温固相法,以LieCO3为锂源,化学MnO2(CMD)和电化学Mn02(EMD)为锰源,用乙醇水混合物为分散介质合成尖晶石型正极材料LiMn20。其具体做法是:称取一定比例的LieCO3和MnO2,机械混合研磨,然后加入一定比例的乙醇/水的混合溶液,在搅拌下浸泡24h,得到一种类胶态的混合物,蒸干,在100度下真空干燥2h,研磨成细粉,然后在空气中550度预焙烧数小时,在约650℃焙烧数小时,最后在750度焙烧十多小时,自然冷却即得到样品。
用XRD、BET、TEM和电化学测试对材料进行了表征。结果表明,750℃制备的样品呈良好的尖晶石结构,比表面积分别为约420m/g和220m/g,产物粒度分布均匀,平均粒径为200nm。在4×10 A/cm2和3.0~4.35V条件下恒流充放电,其首次放电容量大于110mA·h/g,效率大于90%,具有较好的循环可逆性。
电池的正确使用和维护主要有以下7点:
1、检查蓄电池在支架上的固定螺栓是否拧紧,安装不牢靠会因行车震动而引起壳体损坏。另外不要将金属物放在蓄电池上以防短路。
2、时常查看极柱和接线头连接得是否可靠。为防止接线柱氧化可以涂抹凡士林等保护剂。
3、不可用直接打火(短路试验)的方法检查蓄电池的电量这样会对蓄电池造成损害。
4、普通铅酸蓄电池要注意定期添加蒸馏水。干荷蓄电池在使用之前最好适当充电。至于可加水的免维护蓄电池并不是不能维护适当查看必要时补充蒸馏水有助于延长使用寿命。
5、蓄电池盖上的气孔应通畅。蓄电池在充电时会产生大量气泡若通气孔被堵塞使气体不能逸出当压力增大到一定的程度后就会造成蓄电池壳体炸裂。
6、在蓄电池极柱和盖的周围常会有黄白色的糊状物,这是因为硫酸腐蚀了根柱、线卡、固定架等造成的。这些物质的电阻很大,要及时清除。
7、当需要用两块蓄电池串联使用时蓄电池的容量最好相等。否则会影响蓄电池的使用寿命。
一般这类免维护电池从出厂到使用可以存放10个月,其电压与电容保持不变,质量差的在出厂后的3个月左右电压和电容就会下降。在购买时选离生产日期有3个月的,当场就可以检查电池的电压和电容是否达到说明书上的要求,若电压和电容都有下降的情况则说明它里面的材质不好,那么电池的质量肯定也不行,有可能是加水电池经过经销商充电后伪装而成的。