蓄電池是獨(dú)立太陽(yáng)能系統(tǒng)中重要的一個(gè)組成部分,其主要作用是收集、存儲(chǔ)太陽(yáng)能光伏板產(chǎn)生的電能,為負(fù)載設(shè)備提供不間斷的電力供給,本文通過從宏觀角度闡述行業(yè)常用電池的分類和相關(guān)技術(shù)指標(biāo),希望能為太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品使用者提供一些幫助和參考。
目前蓄電池的種類很多,分類的方法也不盡相同,可以根據(jù)蓄電池中存儲(chǔ)能量的活性物質(zhì)的特征、電池結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、內(nèi)部電解液的性質(zhì)以及蓄電池的用途等進(jìn)行分類。根據(jù)蓄電池內(nèi)部使用的電解液性質(zhì)分類可以分為酸性蓄電池以及堿性蓄電池,如現(xiàn)在廣泛在太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)中使用的鉛酸蓄電池就是屬于酸性電池,小型設(shè)備上常用的鎳鎘電池就是屬于堿性電池。
一、按用途分類
按使用環(huán)境和應(yīng)用目標(biāo)進(jìn)行分類,蓄電池可分為儲(chǔ)能型和非儲(chǔ)能型兩大分類,儲(chǔ)能型蓄電池其應(yīng)用特點(diǎn)是電池充放電深度高,自放電流小,適合于光伏發(fā)電站、UPS、通信備用電源等;非儲(chǔ)能型蓄電池通常應(yīng)用于車輛起動(dòng)點(diǎn)火、設(shè)備觸發(fā)等應(yīng)用環(huán)境,其充放電深度較低,但對(duì)工作環(huán)境要求較低,可以工作于低溫環(huán)境,可大電流放電等特征,汽車中用于起動(dòng)點(diǎn)火電池均屬該類。
二、按活性物質(zhì)分類
電池內(nèi)部的活性物質(zhì)用于完成電能與化學(xué)能的轉(zhuǎn)換,活性物質(zhì)不同,蓄電池的特性不同,同一種活性物質(zhì)的不同配比,表現(xiàn)出的特性也不同,例如,以稀硫酸為活性物質(zhì)的鉛酸電池,根據(jù)硫酸濃度的不同,可制造出更適合深充深放的儲(chǔ)能型蓄電池也可以制造適用于大電流放電的非儲(chǔ)能型電池。目前,常用的蓄電池按活性物質(zhì)分類可分為如下幾種:
<1>鉛酸蓄電池
鉛酸蓄電池已有100多年的歷史,廣泛用作內(nèi)燃機(jī)汽車的起動(dòng)動(dòng)力源,它可靠性好、原材料易于獲取、價(jià)格低廉。鉛酸蓄電池用于鉛或鉛的氧化物為極板,以稀硫酸為電解液,主要優(yōu)點(diǎn)是電壓穩(wěn)定、價(jià)格低廉;缺點(diǎn)是比能低(即每公斤蓄電池所存儲(chǔ)的電能)、使用壽命短(通常以充放循環(huán)次數(shù)300-800次為參考)、維護(hù)頻繁。近幾十年來,鉛酸電池的材料和結(jié)構(gòu)一直在改進(jìn),衍生出如干荷蓄電池、免維護(hù)蓄電池、VRLA電池等多種新型鉛酸電池,從一定程度上提高了鉛酸電池的比能和減少了鉛酸電池的維護(hù)次數(shù)。
<2>鋰離子電池
鋰離子二次電池作為新型高電壓、高能量密度的可充電電池,其獨(dú)特的物理和電化學(xué)性能,具有廣泛的民用和國(guó)防應(yīng)用前景。其突出特點(diǎn)是重量輕、比能大、無(wú)污染、無(wú)記憶效應(yīng)、使用壽命長(zhǎng)。在同體積重量性況下,鋰電池的蓄電能力是鎳氫電池的1.6倍,是鎳鎘電池的4倍,并且目前人類只開發(fā)利用了其理論電量的20%-30%,開發(fā)前景非常光明。同時(shí)它是一種真正的綠色環(huán)何電池,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。鋰離子電池目前廣泛應(yīng)用于電動(dòng)車、手機(jī)、便攜式電腦等應(yīng)用環(huán)境。
<3>鎳鎘電池
鎳鎘電池的應(yīng)用廣泛程度僅次于鉛酸蓄電池,鎳鎘電池的優(yōu)點(diǎn)是循環(huán)壽命長(zhǎng),是鉛酸蓄電池的兩倍多,可達(dá)2000多次并且可快速充電,缺點(diǎn)是價(jià)格較高,約為鉛酸電池的4~5倍,并且鎳鎘電池有記憶效應(yīng),須在使用十次左右后,作一次完全充放電,如果已經(jīng)有了記憶效應(yīng),應(yīng)連續(xù)作3~5次完全充放電,以釋放記憶,否則鎳鎘電池會(huì)因記憶效應(yīng)出現(xiàn)容量降低等問題。
在接下來的文章里,我們將對(duì)不同種類的鉛酸電池、鋰離子電池進(jìn)行逐一介紹,包括電池的主要性能參數(shù)、充電方法、維護(hù)方法及使用注意事項(xiàng)等。