电池型储能就是化学储能,根据选用的电池种类不同可以分为铅酸电池、锂电池、镍氢电池、液流电池(钒电池)、钠硫电池、铅炭电池等。
铅酸电池包括胶体和液体(所说的普通的铅酸电池)两大类,这两种形态的电池是根据地域划分使用的,胶体电池抗寒能力强,在0下15摄式度以下它的工作能效要远远优于液态电池,其保温性能极好。胶体铅酸蓄电池是对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进,用胶体电解液代换了硫酸电解液,在安全性、蓄电量、放电性能和使用寿命等方面较普通电池有所改善。胶体铅酸蓄电池采用凝胶状电解质,内部无游离液体存在,在同等体积下电解质容量大,热容量大,热消散能力强,能避免一般蓄电池易产生热失控现象;电解质浓度低,对极板的腐蚀作用弱;浓度均匀,不存在电解液分层现象。普通铅酸电池是一种电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池放电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅;充电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。一个单格铅酸电池的标称电压是2.0V,能放电到1.5V,能充电到2.4V;在应用中,经常用6个单格铅酸电池串联起来组成标称是12V的铅酸电池,还有24V、36V、48V等。
其优点主要有:安全密封、泄气系统、维护简单、使用寿命长、质量稳定、可靠性高,可以免维护;缺点就是铅的污染较大,能量密度低(也就是过于笨重)。
储能系统中用到的锂电池主要有:磷酸铁锂电池、三元锂电池、锰酸锂电池。电池单体电压高,工作温度范围宽,比能量与效率高,自放电率低,通过采用保护与均衡电路可提高安全性和寿命。因此综合各种电池的优劣,锂电池由于产业链相对成熟,安全可靠以及环境友好,成为储能电站的首选。其主要优点有:使用寿命长、储存能量密度高、重量轻、适应力强;缺点就是安全性差、易爆炸、成本高、使用条件受限制。
镍氢电池是一种性能良好的蓄电池。镍氢电池正极活性物质为Ni(OH)2(称NiO电极),负极活性物质为金属氢化物,也称储氢合金(电极称储氢电极),电解液为6mol/L氢氧化钾溶液。镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。
液流电池一种新的蓄电池,液流电池是利用正负极电解液分开,各自循环的一种高性能蓄电池,具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点,是目前的一种新能源产品。液流电池一般应用于储能电站中系统由电堆单元、电解质溶液及电解质溶液储供单元、控制管理单元等部分组成。核心是由电堆和(电堆是由数十节进行氧化-还原反应)和实现充、放电过程的单电池按特定要求串联而成的,结构与燃料电池电堆相似。全钒液流电池是一种新型蓄电储能设备,不仅可以用作太阳能、风能发电过程配套的储能装置,还可以用于电网调峰,提高电网稳定性,保障电网安全。其主要优点有:布局灵活、循环寿命长、反应快次、不会产生有害的发射;缺点就是能量密度相差很大。
钠硫电池由正极、负极、电解质、隔膜和外壳组成,与一般二次电池(铅酸电池、镍镉电池等)不同,钠硫电池是由熔融电极和固体电解质组成,负极的活性物质为熔融金属钠,正极活性物质为液态硫和多硫化钠熔盐。 以金属钠为负极、硫为正极、陶瓷管为电解质隔膜的二次电池。在一定的工作度下,钠离子透过电解质隔膜与硫之间发生的可逆反应,形成能量的释放和储存。该种电池作为一种新型化学电源,自问世以来已有了很大发展。钠硫电池体积小、容量大、寿命长、效率高,在电力储能中广泛应用于削峰填谷、应急电源、风力发电等储能方面。
铅炭电池是一种电容型铅酸电池,是从传统的铅酸电池演进出来的技术,它是在铅酸电池的负极中加入了活性碳,能够显著提高铅酸电池的寿命。铅炭电池是一种新型的超级电池,是将铅酸电池和超级电容器两者合一:既发挥了超级电容瞬间大容量充电的优点,也发挥了铅酸电池的比能量优势,且拥有非常好的充放电性能--90分钟就可充满电(铅酸电池若这样充、放,寿命只有不到30次)。而且由于加了碳(石墨烯),阻止了负极硫酸盐化现象,改善了过去电池失效的一个因素,更延长了电池寿命。
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