FACTS并聯(lián)儲能系統(tǒng)（課堂PPT）

1、.1并聯(lián)儲能系統(tǒng)并聯(lián)儲能系統(tǒng)華北電力大學(xué)華北電力大學(xué) 譚偉璞譚偉璞.2一、并聯(lián)儲能系統(tǒng)一、并聯(lián)儲能系統(tǒng) 電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電與用電必須同時完電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電與用電必須同時完成，要求系統(tǒng)始終處于動態(tài)平衡狀態(tài)中。成，要求系統(tǒng)始終處于動態(tài)平衡狀態(tài)中。 如果出現(xiàn)瞬時的功率不平衡，就會造成系統(tǒng)安全如果出現(xiàn)瞬時的功率不平衡，就會造成系統(tǒng)安全穩(wěn)定問題穩(wěn)定問題。 儲能系統(tǒng)可以平抑系統(tǒng)出現(xiàn)的儲能系統(tǒng)可以平抑系統(tǒng)出現(xiàn)的瞬時功率不平衡，瞬時功率不平衡，起到能量的緩沖平衡作用，可有效提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)起到能量的緩沖平衡作用，可有效提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。定性。 儲能系統(tǒng)的容量越大，對系統(tǒng)儲能系統(tǒng)的容量越大

2、，對系統(tǒng)提高安全穩(wěn)定性的提高安全穩(wěn)定性的作用越強。作用越強。 儲能系統(tǒng)發(fā)揮作用，需與電網(wǎng)連接，連接是通過儲能系統(tǒng)發(fā)揮作用，需與電網(wǎng)連接，連接是通過電力電子裝置實現(xiàn)的。電力電子裝置實現(xiàn)的。.3一、并聯(lián)儲能系統(tǒng)一、并聯(lián)儲能系統(tǒng)并聯(lián)儲能系統(tǒng)的作用：并聯(lián)儲能系統(tǒng)的作用： P2821. 削峰填谷，改善系統(tǒng)日負(fù)荷率，提高發(fā)電設(shè)備利用削峰填谷，改善系統(tǒng)日負(fù)荷率，提高發(fā)電設(shè)備利用率，提高電網(wǎng)整體運行效率率，提高電網(wǎng)整體運行效率。2.2.儲能系統(tǒng)可作為應(yīng)急備用電源迅速投入系統(tǒng)，提高儲能系統(tǒng)可作為應(yīng)急備用電源迅速投入系統(tǒng)，提高供電可靠性供電可靠性。3.3.適當(dāng)控制的儲能系統(tǒng)可以抑制電壓的異常，提高供適當(dāng)控制的儲能

3、系統(tǒng)可以抑制電壓的異常，提高供電質(zhì)量電質(zhì)量。4.4.將儲能系統(tǒng)與電能轉(zhuǎn)換控制技術(shù)相結(jié)合，可實現(xiàn)對將儲能系統(tǒng)與電能轉(zhuǎn)換控制技術(shù)相結(jié)合，可實現(xiàn)對電網(wǎng)的快速控制，改善電網(wǎng)的靜態(tài)和動態(tài)特性。電網(wǎng)的快速控制，改善電網(wǎng)的靜態(tài)和動態(tài)特性。.41.1 電力系統(tǒng)中的儲能方式電力系統(tǒng)中的儲能方式在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的儲能方式：在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的儲能方式： P281蓄電池儲能蓄電池儲能電容器儲能電容器儲能抽水儲能抽水儲能超導(dǎo)儲能超導(dǎo)儲能飛輪儲能飛輪儲能壓縮空氣儲能壓縮空氣儲能。 .51.2 各種儲能方式的比較各種儲能方式的比較 小型超導(dǎo)小型超導(dǎo) 超導(dǎo)超導(dǎo) 抽水儲能抽水儲能 壓縮空氣壓縮空氣/ /氣體氣體 電池儲能電池儲

4、能 飛輪儲能飛輪儲能 電容器電容器效率效率/%/%90 90 60 50 70 90 9090 90 60 50 70 90 90儲能容量儲能容量 低低 高高 高高 高高 中中/ /高高 中中 高高模塊化模塊化 是是 否否 否否 否否 是是 是是 是是循環(huán)壽命循環(huán)壽命無限無限 無限無限 數(shù)千次數(shù)千次 數(shù)千次數(shù)千次 百千次無限百千次無限 數(shù)千次數(shù)千次充電時間充電時間分鐘分鐘 小時小時 小時小時 小時小時 小時小時 分鐘分鐘 小時小時建設(shè)時間建設(shè)時間 周周 年年 年年 年年 月月 周周 月月環(huán)境影響環(huán)境影響良好良好 很好很好 極大極大 極大極大 大大 良好良好 大大電廠規(guī)模電廠規(guī)模 小小 大大 大

5、大 中中 大大 小小 大大可用性可用性 少少 開發(fā)開發(fā) 廣泛廣泛 有有 廣泛廣泛 示范示范 廣泛廣泛.6二、電池儲能系統(tǒng) Battery Energy Storage SystemsBattery Energy Storage Systems.7電池儲能系統(tǒng)電池儲能系統(tǒng) STATCOMSTATCOM等等FACTSFACTS裝置，多采用電壓源型逆變器。裝置，多采用電壓源型逆變器。逆變器的直流單元如采用電容器，則電壓源型逆變器逆變器的直流單元如采用電容器，則電壓源型逆變器只能與系統(tǒng)進行無功交換，也就是在兩個象限運行。只能與系統(tǒng)進行無功交換，也就是在兩個象限運行。 如果電壓源型逆變器與系統(tǒng)進行有功交

6、換，則逆如果電壓源型逆變器與系統(tǒng)進行有功交換，則逆變器直流單元電容器的電壓將伴隨著吸收或送出有功變器直流單元電容器的電壓將伴隨著吸收或送出有功功率而上升或下降，這將給逆變器的控制帶來困難、功率而上升或下降，這將給逆變器的控制帶來困難、增加復(fù)雜性，更直接的結(jié)果是逆變器無法正常工作。增加復(fù)雜性，更直接的結(jié)果是逆變器無法正常工作。 如果電壓源型逆變器的直流單元采用儲能元件，如果電壓源型逆變器的直流單元采用儲能元件，則儲能元件可以存儲系統(tǒng)多余的有功功率，也可在系則儲能元件可以存儲系統(tǒng)多余的有功功率，也可在系統(tǒng)有功功率欠缺時送出其存儲的能量統(tǒng)有功功率欠缺時送出其存儲的能量。采用儲能元件作直流單元的逆變器

7、，可四象限工作。采用儲能元件作直流單元的逆變器，可四象限工作。系統(tǒng)中使用最多的儲能元件是蓄電池租系統(tǒng)中使用最多的儲能元件是蓄電池租電池儲能電池儲能系統(tǒng)。（系統(tǒng)。（Battery Energy Storage SystemsBattery Energy Storage Systems） P282.8電池儲能系統(tǒng)電池儲能系統(tǒng)電池儲能系統(tǒng)電池儲能系統(tǒng)( (BESS)BESS)是將直流電池組與交流電網(wǎng)聯(lián)結(jié)是將直流電池組與交流電網(wǎng)聯(lián)結(jié)起來的電壓源型逆變器。它在電網(wǎng)中的作用象其他同起來的電壓源型逆變器。它在電網(wǎng)中的作用象其他同步裝置一樣，即可給系統(tǒng)提供無功支持，又可與系統(tǒng)步裝置一樣，即可給系統(tǒng)提供無功支持

8、，又可與系統(tǒng)進行有功交換。進行有功交換。任何一個任何一個BESSBESS都必須通過一定的控制策略，控制電池都必須通過一定的控制策略，控制電池組的充放電周期以維持直流電源電壓的恒定。組的充放電周期以維持直流電源電壓的恒定。BESSBESS多用于平衡負(fù)荷變化及作為旋轉(zhuǎn)能量儲備，它有多用于平衡負(fù)荷變化及作為旋轉(zhuǎn)能量儲備，它有許多非常有益的作用效果，最突出的是提高輸電的穩(wěn)許多非常有益的作用效果，最突出的是提高輸電的穩(wěn)定性及給系統(tǒng)提供有力的有功支持。美國的研究結(jié)果定性及給系統(tǒng)提供有力的有功支持。美國的研究結(jié)果表明，在受到輸電穩(wěn)定極限限制的南加州輸電線路上，表明，在受到輸電穩(wěn)定極限限制的南加州輸電線路上，

9、在新諾安裝在新諾安裝1010MWMW的的BESSBESS使亞利桑納的輸送能力提高了使亞利桑納的輸送能力提高了幾百幾百MWMW。.9電池儲能系統(tǒng)電池儲能系統(tǒng)電池儲能系統(tǒng)電池儲能系統(tǒng)( (BESS)BESS)的優(yōu)點：的優(yōu)點： P283P283BESSBESS的基本原理與模型：的基本原理與模型： P283P283BESSBESS的控制系統(tǒng)：的控制系統(tǒng)： P285P285電池儲能系統(tǒng)的核心是儲能元件。根據(jù)應(yīng)用電池儲能系統(tǒng)的核心是儲能元件。根據(jù)應(yīng)用場合、充放電特性、單元容量及運行維護等場合、充放電特性、單元容量及運行維護等因素，用作儲能元件的電池有多種類型。因素，用作儲能元件的電池有多種類型。.10電池

10、儲能系統(tǒng)電池儲能系統(tǒng)-0-0一、電池的種類：一、電池的種類：n鋰電池鋰電池 ：鋰亞電池、鋰錳電池：鋰亞電池、鋰錳電池 （相機等）（相機等）n鎳氫電池鎳氫電池 ：手機、手表：手機、手表n鎳鎘電池鎳鎘電池 ：手機、手表：手機、手表n堿錳電池堿錳電池 ：日常家用：日常家用n鉛酸蓄電池（鉛酸蓄電池（Valve Regulated Lead）： 工業(yè)廣泛應(yīng)用工業(yè)廣泛應(yīng)用.11電池儲能系統(tǒng)電池儲能系統(tǒng)-1-1鋰亞電池產(chǎn)品特點：鋰亞電池產(chǎn)品特點： 1.1. 鋰亞硫酰氯電池額定電壓鋰亞硫酰氯電池額定電壓3.6V3.6V，是目前鋰電池系列中電，是目前鋰電池系列中電壓最高的；壓最高的； 2.2. 鋰亞硫酰氯電池是

11、實際使用電池中能量最高的一種電池鋰亞硫酰氯電池是實際使用電池中能量最高的一種電池(500(500 wh/kg,1000wh/dm3);wh/kg,1000wh/dm3); 3.3. 常溫中等電流密度放電時，放電曲線極為平坦常溫中等電流密度放電時，放電曲線極為平坦,90%,90%的容的容量范圍內(nèi)工作平臺保持不變；量范圍內(nèi)工作平臺保持不變； 4.4. 電池可以在電池可以在-40-40C-+85C-+85C C范圍內(nèi)正常工作。范圍內(nèi)正常工作。-40-40C C時時的容量約為常溫容量的的容量約為常溫容量的50%50%，表現(xiàn)出極為優(yōu)良的高低溫性，表現(xiàn)出極為優(yōu)良的高低溫性能能; ; 5.5. 年自放電率年

12、自放電率=1%;=1%; 貯存壽命貯存壽命1010 年以上年以上; ; 主要用途：主要用途： 智能水表氣表電表、實時時鐘、后備記憶電源、各種儀器、智能水表氣表電表、實時時鐘、后備記憶電源、各種儀器、儀表、設(shè)備。高能量用于不同類型軍事電子裝置和通訊設(shè)備儀表、設(shè)備。高能量用于不同類型軍事電子裝置和通訊設(shè)備（便攜式電臺、夜視儀、導(dǎo)航用全球定位裝置、數(shù)據(jù)終端設(shè)（便攜式電臺、夜視儀、導(dǎo)航用全球定位裝置、數(shù)據(jù)終端設(shè)備、測距器），水下武器、聲納浮標(biāo)、地雷、導(dǎo)彈、雷達(dá)等備、測距器），水下武器、聲納浮標(biāo)、地雷、導(dǎo)彈、雷達(dá)等.12電池儲能系統(tǒng)電池儲能系統(tǒng)-2-2鋰錳電池產(chǎn)品特點：鋰錳電池產(chǎn)品特點： 電壓高，單只工

13、作電壓電壓高，單只工作電壓2.8V3.2V2.8V3.2V。 比能量高，比能量高，C C型電池可達(dá)到型電池可達(dá)到270Wh/kg270Wh/kg和和510Wh/L510Wh/L。 使用溫度范圍寬，可在使用溫度范圍寬，可在-40-40C+70C+70C C下工作。下工作。 性能穩(wěn)定，儲存期長，低率放電電壓平穩(wěn)，無電壓滯性能穩(wěn)定，儲存期長，低率放電電壓平穩(wěn)，無電壓滯后現(xiàn)象，自放電小。后現(xiàn)象，自放電小。 可以大電流放電?？梢源箅娏鞣烹?。 安全性好，無公害。安全性好，無公害。 用途：用途： 鋰錳柱式電池可應(yīng)用在照相機、攝像機、收單鋰錳柱式電池可應(yīng)用在照相機、攝像機、收單機、袖珍錄放機以及計算機的記憶電

14、機、袖珍錄放機以及計算機的記憶電 路上。還可以應(yīng)路上。還可以應(yīng)用在許多民用、軍用及通訊設(shè)備上。用在許多民用、軍用及通訊設(shè)備上。 .13電池儲能系統(tǒng)電池儲能系統(tǒng)-3-3鎳氫電池特征：鎳氫電池特征：高容量，容量離散度小高容量，容量離散度小低內(nèi)阻低內(nèi)阻AA:AA: 15-2015-20 m;m; AAA:AAA: 20-2520-25 mm SC:3.5-4.0SC:3.5-4.0 mm長壽命，壽命可達(dá)長壽命，壽命可達(dá)500500次次自放電小，自放電小，50oC50oC靜置靜置7 7天，自放電小于天，自放電小于15%15% ；室溫；室溫2828天，自放電小于天，自放電小于20%20%大電流充放電，動

15、力電池大電流充放電，動力電池10C10C放電，性能達(dá)到放電，性能達(dá)到IECIEC標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。耐過充，充電過程電池內(nèi)壓低。耐過充，充電過程電池內(nèi)壓低。.14電池儲能系統(tǒng)電池儲能系統(tǒng)-4-4鎳鎘電池特點：鎳鎘電池特點：耐高低溫（耐高低溫（4040度至度至5555度）。度）。壽命長（壽命長（10201020）年，少維護。）年，少維護。廣泛應(yīng)用于直流屏、變電站、內(nèi)燃機車、廣泛應(yīng)用于直流屏、變電站、內(nèi)燃機車、AGVAGV車、車、柴油機啟動、發(fā)電機啟動、電廠、備用電源等領(lǐng)柴油機啟動、發(fā)電機啟動、電廠、備用電源等領(lǐng)域。產(chǎn)品有域。產(chǎn)品有GNGN、GNZGNZ、GNCGNC系列。系列。 .15電池儲能系統(tǒng)電池儲

16、能系統(tǒng)-5-5鉛酸蓄電池的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀鉛酸蓄電池的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀 蓄電池是蓄電池是18591859年由普蘭特年由普蘭特(Plante)(Plante)發(fā)明的，至發(fā)明的，至今已有一百多年的歷史。鉛酸蓄電池自發(fā)明后，在今已有一百多年的歷史。鉛酸蓄電池自發(fā)明后，在化學(xué)電源中一直占有絕對優(yōu)勢。這是因為其價格低化學(xué)電源中一直占有絕對優(yōu)勢。這是因為其價格低廉、原材料易于獲得，使用上有充分的可靠性，適廉、原材料易于獲得，使用上有充分的可靠性，適用于大電流放電及廣泛的環(huán)境溫度范圍等優(yōu)點。用于大電流放電及廣泛的環(huán)境溫度范圍等優(yōu)點。 到到2020世紀(jì)初，鉛酸蓄電池歷經(jīng)了許多重大的改世紀(jì)初，鉛酸蓄電池歷經(jīng)了許多重

17、大的改進，提高了能量密度、循環(huán)壽命、高倍率放電等性進，提高了能量密度、循環(huán)壽命、高倍率放電等性能。然而，開口式鉛酸蓄電池有兩個主要缺點：能。然而，開口式鉛酸蓄電池有兩個主要缺點：充電末期水會分解為氫，氧氣體析出，需經(jīng)常加酸、充電末期水會分解為氫，氧氣體析出，需經(jīng)常加酸、加水，維護工作繁重；氣體溢出時攜帶酸霧，腐加水，維護工作繁重；氣體溢出時攜帶酸霧，腐蝕周圍設(shè)備，并污染環(huán)境，限制了電池的應(yīng)用。蝕周圍設(shè)備，并污染環(huán)境，限制了電池的應(yīng)用。 .16電池儲能系統(tǒng)電池儲能系統(tǒng)-6-619121912年年ThomasEdisonThomasEdison發(fā)表專利，提出在單體電池發(fā)表專利，提出在單體電池的上部

18、空間使用鉑絲，在有電流通過時，鉑被加的上部空間使用鉑絲，在有電流通過時，鉑被加熱，成為氫、氧化合的催化劑，使析出的熱，成為氫、氧化合的催化劑，使析出的H2H2與與O2O2重新化合，返回電解液中。但該專利未能付諸實重新化合，返回電解液中。但該專利未能付諸實現(xiàn)：鉑催化劑很快失效；氣體不是按氫現(xiàn)：鉑催化劑很快失效；氣體不是按氫2 2氧氧1 1的化學(xué)計量數(shù)析出，電池內(nèi)部仍有氣體發(fā)生；的化學(xué)計量數(shù)析出，電池內(nèi)部仍有氣體發(fā)生；存在爆炸的危險。存在爆炸的危險。 6060年代，美國年代，美國GatesGates公司發(fā)明鉛鈣合金，引起公司發(fā)明鉛鈣合金，引起了密封鉛酸蓄電池開發(fā)熱，世界各大電池公司投了密封鉛酸蓄電

19、池開發(fā)熱，世界各大電池公司投入大量人力物力進行開發(fā)。入大量人力物力進行開發(fā)。 19691969年，美國登月計劃實施，密封閥控鉛酸年，美國登月計劃實施，密封閥控鉛酸蓄電池和鎘鎳電池被列入月球車用動力電源，最蓄電池和鎘鎳電池被列入月球車用動力電源，最后鎘鎳電池被采用，但密封鉛酸蓄電池技術(shù)從此后鎘鎳電池被采用，但密封鉛酸蓄電池技術(shù)從此得到發(fā)展。得到發(fā)展。.17電池儲能系統(tǒng)電池儲能系統(tǒng)-6-6 1969-1970 1969-1970年，美國年，美國ECEC公司制造了大約公司制造了大約350,000350,000只小型密封鉛酸蓄電池，該電池采用玻璃纖維棉隔只小型密封鉛酸蓄電池，該電池采用玻璃纖維棉隔板，

20、貧液式系統(tǒng)，這是最早的商業(yè)用閥控式鉛酸蓄板，貧液式系統(tǒng)，這是最早的商業(yè)用閥控式鉛酸蓄電池，但當(dāng)時尚未認(rèn)識到其氧再化合原理。電池，但當(dāng)時尚未認(rèn)識到其氧再化合原理。 19751975年，年，GatesRutterGatesRutter公司在經(jīng)過許多年努力并公司在經(jīng)過許多年努力并付出高昂代價的情況下，獲得了一項付出高昂代價的情況下，獲得了一項D D型密封鉛酸干型密封鉛酸干電池的發(fā)明專利，成為今天電池的發(fā)明專利，成為今天VRLAVRLA的電池原型。的電池原型。 19791979年，年，GNBGNB公司在購買公司在購買GatesGates公司的專利后，公司的專利后，又發(fā)明了又發(fā)明了MFXMFX正板柵專利

21、合金，開始大規(guī)模宣傳并生正板柵專利合金，開始大規(guī)模宣傳并生產(chǎn)大容量吸液式密封免維護鉛酸蓄電池。產(chǎn)大容量吸液式密封免維護鉛酸蓄電池。 19841984年，年，VRLAVRLA電池在美國和歐洲得到小范圍應(yīng)電池在美國和歐洲得到小范圍應(yīng)用。用。 19871987年，隨著電信業(yè)的飛速發(fā)展，年，隨著電信業(yè)的飛速發(fā)展，VRLAVRLA電池在電池在電信部門得到迅速推廣使用。電信部門得到迅速推廣使用。 .18 電池儲能系統(tǒng)電池儲能系統(tǒng) 之之 工業(yè)主流產(chǎn)品工業(yè)主流產(chǎn)品鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池 .19二、鉛酸蓄電池二、鉛酸蓄電池2.1 2.1 鉛酸蓄電池的發(fā)展歷史鉛酸蓄電池的發(fā)展歷史 蓄電池是蓄電池是18591859年

22、由普蘭特年由普蘭特(Plante)(Plante)發(fā)明的，至今發(fā)明的，至今已有一百多年的歷史。鉛酸蓄電池自發(fā)明后，在化學(xué)已有一百多年的歷史。鉛酸蓄電池自發(fā)明后，在化學(xué)電源中一直占有絕對優(yōu)勢。這是因為其價格低廉、原電源中一直占有絕對優(yōu)勢。這是因為其價格低廉、原材料易于獲得，使用上有充分的可靠性，適用于大電材料易于獲得，使用上有充分的可靠性，適用于大電流放電及廣泛的環(huán)境溫度范圍等優(yōu)點。流放電及廣泛的環(huán)境溫度范圍等優(yōu)點。 到到2020世紀(jì)初，鉛酸蓄電池歷經(jīng)了許多重大的改進，世紀(jì)初，鉛酸蓄電池歷經(jīng)了許多重大的改進，提高了能量密度、循環(huán)壽命、高倍率放電等性能。然提高了能量密度、循環(huán)壽命、高倍率放電等性能

23、。然而，開口式鉛酸蓄電池有兩個主要缺點：充電末期而，開口式鉛酸蓄電池有兩個主要缺點：充電末期水會分解為氫，氧氣體析出，需經(jīng)常加酸、加水，維水會分解為氫，氧氣體析出，需經(jīng)常加酸、加水，維護工作繁重；氣體溢出時攜帶酸霧，腐蝕周圍設(shè)備，護工作繁重；氣體溢出時攜帶酸霧，腐蝕周圍設(shè)備，并污染環(huán)境，限制了電池的應(yīng)用。并污染環(huán)境，限制了電池的應(yīng)用。 .202.1 2.1 鉛酸蓄電池的發(fā)展歷史鉛酸蓄電池的發(fā)展歷史19121912年年ThomasEdisonThomasEdison發(fā)表專利，提出在單體電池的上發(fā)表專利，提出在單體電池的上部空間使用鉑絲，在有電流通過時，鉑被加熱，成為部空間使用鉑絲，在有電流通過時

24、，鉑被加熱，成為氫、氧化合的催化劑，使析出的氫、氧化合的催化劑，使析出的H2H2與與O2O2重新化合，返重新化合，返回電解液中。但該專利未能付諸實現(xiàn)：鉑催化劑很回電解液中。但該專利未能付諸實現(xiàn)：鉑催化劑很快失效；氣體不是按氫快失效；氣體不是按氫2 2氧氧1 1的化學(xué)計量數(shù)析出，電的化學(xué)計量數(shù)析出，電池內(nèi)部仍有氣體發(fā)生；存在爆炸的危險。池內(nèi)部仍有氣體發(fā)生；存在爆炸的危險。 6060年代，美國年代，美國GatesGates公司發(fā)明鉛鈣合金，引起了公司發(fā)明鉛鈣合金，引起了密封鉛酸蓄電池開發(fā)熱，世界各大電池公司投入大量密封鉛酸蓄電池開發(fā)熱，世界各大電池公司投入大量人力物力進行開發(fā)。人力物力進行開發(fā)。

25、19691969年，美國登月計劃實施，密封閥控鉛酸蓄電年，美國登月計劃實施，密封閥控鉛酸蓄電池和鎘鎳電池被列入月球車用動力電源，最后鎘鎳電池和鎘鎳電池被列入月球車用動力電源，最后鎘鎳電池被采用，但密封鉛酸蓄電池技術(shù)從此得到發(fā)展。池被采用，但密封鉛酸蓄電池技術(shù)從此得到發(fā)展。.212.1 2.1 鉛酸蓄電池的發(fā)展歷史鉛酸蓄電池的發(fā)展歷史 1969-19701969-1970年，美國年，美國ECEC公司制造了大約公司制造了大約350,000350,000只小型密封鉛酸蓄電池，該電池采用玻璃纖維棉隔只小型密封鉛酸蓄電池，該電池采用玻璃纖維棉隔板，貧液式系統(tǒng)，這是最早的商業(yè)用閥控式鉛酸蓄板，貧液式系統(tǒng)，

26、這是最早的商業(yè)用閥控式鉛酸蓄電池，但當(dāng)時尚未認(rèn)識到其氧再化合原理。電池，但當(dāng)時尚未認(rèn)識到其氧再化合原理。 19751975年，年，GatesRutterGatesRutter公司在經(jīng)過許多年努力并公司在經(jīng)過許多年努力并付出高昂代價的情況下，獲得了一項付出高昂代價的情況下，獲得了一項D D型密封鉛酸干型密封鉛酸干電池的發(fā)明專利，成為今天電池的發(fā)明專利，成為今天VRLAVRLA的電池原型。的電池原型。 19791979年，年，GNBGNB公司在購買公司在購買GatesGates公司的專利后，公司的專利后，又發(fā)明了又發(fā)明了MFXMFX正板柵專利合金，開始大規(guī)模宣傳并生正板柵專利合金，開始大規(guī)模宣傳并

27、生產(chǎn)大容量吸液式密封免維護鉛酸蓄電池。產(chǎn)大容量吸液式密封免維護鉛酸蓄電池。 19841984年，年，VRLAVRLA電池在美國和歐洲得到小范圍應(yīng)電池在美國和歐洲得到小范圍應(yīng)用。用。 19871987年，隨著電信業(yè)的飛速發(fā)展，年，隨著電信業(yè)的飛速發(fā)展，VRLAVRLA電池在電池在電信部門得到迅速推廣使用。電信部門得到迅速推廣使用。 .222.2 2.2 鉛酸蓄電池的定義鉛酸蓄電池的定義閥控式鉛酸蓄電池的定義閥控式鉛酸蓄電池的定義 閥控式鉛酸蓄電池的英文名稱為閥控式鉛酸蓄電池的英文名稱為Valve Valve Regulated Lead Regulated Lead Battery(Batter

28、y(簡稱簡稱VRLAVRLA電池電池) )，其基本特點是使，其基本特點是使用期間不用加酸加水維護，電池為密封結(jié)用期間不用加酸加水維護，電池為密封結(jié)構(gòu)，不會漏酸，也不會排酸霧，電池蓋子構(gòu)，不會漏酸，也不會排酸霧，電池蓋子上設(shè)有單向排氣閥上設(shè)有單向排氣閥( (也叫安全閥也叫安全閥) )，該閥的，該閥的作用是當(dāng)電池內(nèi)部氣體量超過一定值作用是當(dāng)電池內(nèi)部氣體量超過一定值( (通常通常用氣壓值表示用氣壓值表示) )，即當(dāng)電池內(nèi)部氣壓升高到，即當(dāng)電池內(nèi)部氣壓升高到一定值時，排氣閥自動打開，排出氣體，一定值時，排氣閥自動打開，排出氣體，然后自動關(guān)閥，防止空氣進入電池內(nèi)部。然后自動關(guān)閥，防止空氣進入電池內(nèi)部。.

29、232.3 2.3 鉛酸蓄電池的分類鉛酸蓄電池的分類閥控式鉛酸蓄電池的分類閥控式鉛酸蓄電池的分類閥控式鉛酸蓄電池分為閥控式鉛酸蓄電池分為AGMAGM和和GELGEL（膠體）（膠體）電池兩種，電池兩種，AGMAGM采用吸附式玻璃纖維棉采用吸附式玻璃纖維棉(Absorbed GlassMat)(Absorbed GlassMat)作隔膜，電解液吸附作隔膜，電解液吸附在極板和隔膜中，貧電液設(shè)計，電池內(nèi)無在極板和隔膜中，貧電液設(shè)計，電池內(nèi)無流動的電解液流動的電解液, ,電池可以立放工作，也可以電池可以立放工作，也可以臥放工作；膠體（臥放工作；膠體（GELGEL）SiOSiO2 2作凝固劑，電作凝固劑，

30、電解液吸附在極板和膠體內(nèi)，一般立放工作。解液吸附在極板和膠體內(nèi)，一般立放工作。目前文獻(xiàn)和會議討論的目前文獻(xiàn)和會議討論的VRLAVRLA電池除非特別電池除非特別指明，皆指指明，皆指AGMAGM電池。電池。.242.4 2.4 閥控式鉛酸蓄電池的原理閥控式鉛酸蓄電池的原理 閥控式鉛酸蓄電池的電化學(xué)反應(yīng)原理閥控式鉛酸蓄電池的電化學(xué)反應(yīng)原理 n閥控式鉛酸蓄電池的電化學(xué)反應(yīng)原理就是充閥控式鉛酸蓄電池的電化學(xué)反應(yīng)原理就是充電時將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能在電池內(nèi)儲存起來，電時將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能在電池內(nèi)儲存起來，放電時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能供給外系統(tǒng)。其放電時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能供給外系統(tǒng)。其充電和放電過程是通過電化學(xué)反應(yīng)

31、完成的。充電和放電過程是通過電化學(xué)反應(yīng)完成的。1.1.充電過程中存在水分解反應(yīng)，當(dāng)正極充電到充電過程中存在水分解反應(yīng)，當(dāng)正極充電到7070時，開始析出氧氣，負(fù)極充電到時，開始析出氧氣，負(fù)極充電到9090時時開始析出氫氣，由于氫氧氣的析出，如果反開始析出氫氣，由于氫氧氣的析出，如果反應(yīng)產(chǎn)生的氣體不能重新復(fù)合得用，電池就會應(yīng)產(chǎn)生的氣體不能重新復(fù)合得用，電池就會失水干涸。失水干涸。.25早期的傳統(tǒng)式鉛酸蓄電池，由于氫氧氣的早期的傳統(tǒng)式鉛酸蓄電池，由于氫氧氣的析出及從電池內(nèi)部逸出，不能進行氣體的析出及從電池內(nèi)部逸出，不能進行氣體的再復(fù)合，是需經(jīng)常加酸加水維護的重要原再復(fù)合，是需經(jīng)常加酸加水維護的重要原

32、因。因。閥控式鉛酸蓄電池能在電池內(nèi)部對氧氣再閥控式鉛酸蓄電池能在電池內(nèi)部對氧氣再復(fù)合利用，同時抑制氫氣的析出，克服了復(fù)合利用，同時抑制氫氣的析出，克服了傳統(tǒng)式鉛酸蓄電池的主要缺點。傳統(tǒng)式鉛酸蓄電池的主要缺點。 2.4 2.4 閥控式鉛酸蓄電池的原理閥控式鉛酸蓄電池的原理 .26 2.42.4.1 .1 閥控式鉛酸蓄電池的氧循環(huán)原理閥控式鉛酸蓄電池的氧循環(huán)原理閥控式鉛酸蓄電池采用負(fù)極活性物質(zhì)過量閥控式鉛酸蓄電池采用負(fù)極活性物質(zhì)過量設(shè)計，設(shè)計，AGAG或或GELGEL電解液吸附系統(tǒng)，正極在充電解液吸附系統(tǒng)，正極在充電后期產(chǎn)生的氧氣通過電后期產(chǎn)生的氧氣通過AGMAGM或或GELGEL空隙擴散空隙擴散

33、到負(fù)極，與負(fù)極海綿狀鉛發(fā)生反應(yīng)變成水，到負(fù)極，與負(fù)極海綿狀鉛發(fā)生反應(yīng)變成水，使負(fù)極處于去極化狀態(tài)或充電不足狀態(tài)，使負(fù)極處于去極化狀態(tài)或充電不足狀態(tài)，達(dá)不到析氫過電位，所以負(fù)極不會由于充達(dá)不到析氫過電位，所以負(fù)極不會由于充電而析出氫氣，電池失水量很小，故使用電而析出氫氣，電池失水量很小，故使用期間不需加酸加水維護。期間不需加酸加水維護。 .27 2.42.4.1 .1 閥控式鉛酸蓄電池的氧循環(huán)原理閥控式鉛酸蓄電池的氧循環(huán)原理在閥控式鉛酸蓄電池中，負(fù)極起著雙重作在閥控式鉛酸蓄電池中，負(fù)極起著雙重作用，即在充電末期或過充電時，一方面極用，即在充電末期或過充電時，一方面極板中的海綿狀鉛與正極產(chǎn)生的板中

34、的海綿狀鉛與正極產(chǎn)生的O O2 2反應(yīng)而被反應(yīng)而被氧化成一氧化鉛，另一方面是極板中的硫氧化成一氧化鉛，另一方面是極板中的硫酸鉛又要接受外電路傳輸來的電子進行還酸鉛又要接受外電路傳輸來的電子進行還原反應(yīng)，由硫酸鉛反應(yīng)成海綿狀鉛。原反應(yīng)，由硫酸鉛反應(yīng)成海綿狀鉛。在電池內(nèi)部，若要使氧的復(fù)合反應(yīng)能夠進在電池內(nèi)部，若要使氧的復(fù)合反應(yīng)能夠進行，必須使氧氣從正極擴散到負(fù)極。氧的行，必須使氧氣從正極擴散到負(fù)極。氧的移動過程越容易，氧循環(huán)就越容易建立。移動過程越容易，氧循環(huán)就越容易建立。 .28 2.42.4.1 .1 閥控式鉛酸蓄電池的氧循環(huán)原理閥控式鉛酸蓄電池的氧循環(huán)原理在閥控式蓄電池內(nèi)部，氧以兩種方式傳輸

35、：在閥控式蓄電池內(nèi)部，氧以兩種方式傳輸：一是溶解在電解液中的方式，即通過在液相一是溶解在電解液中的方式，即通過在液相中的擴散，到達(dá)負(fù)極表面；二是以氣相的形中的擴散，到達(dá)負(fù)極表面；二是以氣相的形式擴散到負(fù)極表面。傳統(tǒng)富液式電池中，氧式擴散到負(fù)極表面。傳統(tǒng)富液式電池中，氧的傳輸只能依賴于氧在正極區(qū)的傳輸只能依賴于氧在正極區(qū)H H2 2S0S04 4溶液中溶溶液中溶解，然后依靠在液相中擴散到負(fù)極。解，然后依靠在液相中擴散到負(fù)極。如果氧呈氣相在電極間直接通過開放的通道如果氧呈氣相在電極間直接通過開放的通道移動，那么氧的遷移速率就比單靠液相中擴移動，那么氧的遷移速率就比單靠液相中擴散大得多。散大得多。

36、.29 2.42.4.1 .1 閥控式鉛酸蓄電池的氧循環(huán)原理閥控式鉛酸蓄電池的氧循環(huán)原理充電末期正極析出氧氣，在正極附近有輕充電末期正極析出氧氣，在正極附近有輕微的過壓，而負(fù)極化合了氧，產(chǎn)生一輕微微的過壓，而負(fù)極化合了氧，產(chǎn)生一輕微的真空，于是正、負(fù)間的壓差將推動氣相的真空，于是正、負(fù)間的壓差將推動氣相氧經(jīng)過電極間的氣體通道向負(fù)極移動。閥氧經(jīng)過電極間的氣體通道向負(fù)極移動。閥控式鉛蓄電池的設(shè)計提供了這種通道，從控式鉛蓄電池的設(shè)計提供了這種通道，從而使閥控式電池在浮充所要求的電壓范圍而使閥控式電池在浮充所要求的電壓范圍下工作，而不損失水。下工作，而不損失水。 .302.42.4.1 .1 閥控式鉛

37、酸蓄電池的氧循環(huán)原理閥控式鉛酸蓄電池的氧循環(huán)原理對于氧循環(huán)反應(yīng)效率，對于氧循環(huán)反應(yīng)效率，AGMAGM電池具有良好的電池具有良好的密封反應(yīng)效率，在貧液狀態(tài)下氧復(fù)合效率密封反應(yīng)效率，在貧液狀態(tài)下氧復(fù)合效率可達(dá)可達(dá)9999以上；膠體電池氧再復(fù)合效率相以上；膠體電池氧再復(fù)合效率相對小些，在干裂狀態(tài)下，可達(dá)對小些，在干裂狀態(tài)下，可達(dá)70-9070-90；富；富液式電池幾乎不建立氧再化合反應(yīng)，其密液式電池幾乎不建立氧再化合反應(yīng)，其密封反應(yīng)效率幾乎為零。封反應(yīng)效率幾乎為零。 .312.5 2.5 閥控式鉛酸蓄電池的性能參數(shù)閥控式鉛酸蓄電池的性能參數(shù) 一、開路電壓與工作電壓：一、開路電壓與工作電壓：1 11

38、1開路電壓：電池在開路狀態(tài)下的端電壓稱為開路開路電壓：電池在開路狀態(tài)下的端電壓稱為開路電壓。電池的開路電壓等于電池的正極的電極電電壓。電池的開路電壓等于電池的正極的電極電勢與負(fù)極電極電勢之差。勢與負(fù)極電極電勢之差。1 12 2工作電壓：工作電壓指電池接通負(fù)載后在放電過工作電壓：工作電壓指電池接通負(fù)載后在放電過程中顯示的電壓，又稱放電電壓。在電池放電初程中顯示的電壓，又稱放電電壓。在電池放電初始的工作電壓稱為初始電壓。始的工作電壓稱為初始電壓。 電池在接通負(fù)載后，由于歐姆電阻和極化過電電池在接通負(fù)載后，由于歐姆電阻和極化過電位的存在，電池的工作電壓低于開路電壓。位的存在，電池的工作電壓低于開路電

39、壓。 .322.5 2.5 閥控式鉛酸蓄電池的性能參數(shù)閥控式鉛酸蓄電池的性能參數(shù) 二、容量：二、容量： 電池在一定放電條件下所能給出的電電池在一定放電條件下所能給出的電量稱為電池的容量，以符號量稱為電池的容量，以符號C C表示。常用的表示。常用的單位為安培小時，簡稱安時單位為安培小時，簡稱安時( (Ah)Ah)或毫安時或毫安時( (mAh)mAh)。電池的容量可以分為理論容量，額電池的容量可以分為理論容量，額定容量，實際容量。定容量，實際容量。 .332.5 2.5 閥控式鉛酸蓄電池的性能參數(shù)閥控式鉛酸蓄電池的性能參數(shù) 理論容量是把活性物質(zhì)的質(zhì)量按法拉第定律計算理論容量是把活性物質(zhì)的質(zhì)量按法拉

40、第定律計算而得的最高理論值。為了比較不同系列的電池，常用而得的最高理論值。為了比較不同系列的電池，常用比容量的概念，即單位體積或單位質(zhì)量電池所能給出比容量的概念，即單位體積或單位質(zhì)量電池所能給出的理論電量，單位為的理論電量，單位為Ah/1Ah/1或或Ah/kgAh/kg。 實際容量是指電池在一定條件下所能輸出的電量。實際容量是指電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時間的乘積，單位為它等于放電電流與放電時間的乘積，單位為AhAh，其值其值小于理論容量。小于理論容量。 額定容量也叫保證容量，是按國家或有關(guān)部門頒額定容量也叫保證容量，是按國家或有關(guān)部門頒布的標(biāo)準(zhǔn)，保證電池在一定的放電

41、條件下應(yīng)該放出的布的標(biāo)準(zhǔn)，保證電池在一定的放電條件下應(yīng)該放出的最低限度的容量。最低限度的容量。.342.5 2.5 閥控式鉛酸蓄電池的性能參數(shù)閥控式鉛酸蓄電池的性能參數(shù) 三、內(nèi)阻：電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，極化內(nèi)三、內(nèi)阻：電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，極化內(nèi)阻又包括電化學(xué)極化與濃差極化。內(nèi)阻的存在，使電阻又包括電化學(xué)極化與濃差極化。內(nèi)阻的存在，使電池放電時的端電壓低于電池電動勢和開路電壓，充電池放電時的端電壓低于電池電動勢和開路電壓，充電時端電壓高于電動勢和開路電壓。時端電壓高于電動勢和開路電壓。 電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，在充放電過程中隨時間不電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，在充放電過程中隨時間不斷變

42、化，因為活性物質(zhì)的組成、電解液濃度和不斷地斷變化，因為活性物質(zhì)的組成、電解液濃度和不斷地改變。改變。 歐姆電阻遵守歐姆定律；極化電阻隨電流密度增歐姆電阻遵守歐姆定律；極化電阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關(guān)系，常隨電流密度和溫度都加而增大，但不是線性關(guān)系，常隨電流密度和溫度都在不斷地改變。在不斷地改變。.352.5 2.5 閥控式鉛酸蓄電池的性能參數(shù)閥控式鉛酸蓄電池的性能參數(shù) 四、能量：四、能量： 電池的能量是指在一定放電制度下，蓄電池所能給電池的能量是指在一定放電制度下，蓄電池所能給出的電能，通常用瓦時出的電能，通常用瓦時( (Wh) )表示。表示。 電池的能量分為理論能量和實際能量。理論

43、能量電池的能量分為理論能量和實際能量。理論能量W理理可用理論容量和電動勢可用理論容量和電動勢( (E) )的乘積表示，即：的乘積表示，即： W理理= =C理理E 實際能量為一定放電條件下的實際容量實際能量為一定放電條件下的實際容量C實實與平均與平均工作電壓工作電壓U平平的乘積，即：的乘積，即： W實實= =C實實U平平.362.5 2.5 閥控式鉛酸蓄電池的性能參數(shù)閥控式鉛酸蓄電池的性能參數(shù) 常用比能量來比較不同的電池系統(tǒng)。比能量是指常用比能量來比較不同的電池系統(tǒng)。比能量是指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出的電能，單位分電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出的電能，單位分別是別是Wh/ /kg或或Wh/

44、l/l。 比能量有理論比能量和實際比能量之分。前者指比能量有理論比能量和實際比能量之分。前者指l lkg電池反應(yīng)物質(zhì)完全放電時理論上所能輸出的能量。電池反應(yīng)物質(zhì)完全放電時理論上所能輸出的能量。 實際比能量為實際比能量為l lkg電池反應(yīng)物質(zhì)所能輸出的實際電池反應(yīng)物質(zhì)所能輸出的實際能量。能量。 由于各種因素的影響，電池的實際比能量遠(yuǎn)小于由于各種因素的影響，電池的實際比能量遠(yuǎn)小于理論比能量。理論比能量。.372.5 2.5 閥控式鉛酸蓄電池的性能參數(shù)閥控式鉛酸蓄電池的性能參數(shù) 由于各種因素的影響，電池的實際比能量遠(yuǎn)小于由于各種因素的影響，電池的實際比能量遠(yuǎn)小于理論比能量。實際比能量和理論比能量的關(guān)

45、系可表示理論比能量。實際比能量和理論比能量的關(guān)系可表示為：為： W實實W理理KVKRKm 式中式中KV - -電壓效率；電壓效率；KR - -反應(yīng)效率；反應(yīng)效率；Km質(zhì)量效率。質(zhì)量效率。 電壓效率是指電池的工作電壓與電動勢的比值。電壓效率是指電池的工作電壓與電動勢的比值。電池放電時，由于電化學(xué)極化、濃差極化和歐姆壓降，電池放電時，由于電化學(xué)極化、濃差極化和歐姆壓降，工作電壓小于電動勢。反應(yīng)效率表示活性物質(zhì)的利用工作電壓小于電動勢。反應(yīng)效率表示活性物質(zhì)的利用率。率。 電池的比能量是綜合性指標(biāo)，反映電池的質(zhì)量水平。電池的比能量是綜合性指標(biāo)，反映電池的質(zhì)量水平。.382.5 2.5 閥控式鉛酸蓄電池

46、的性能參數(shù)閥控式鉛酸蓄電池的性能參數(shù) 五、功率與比功率：五、功率與比功率： 功率是指電池在一定放電制度下，于單位時間內(nèi)所功率是指電池在一定放電制度下，于單位時間內(nèi)所給出能量的大小，單位為給出能量的大小，單位為W( (瓦瓦) )或或kW( (千瓦千瓦) )。 單位質(zhì)量電池所能給出的功率稱為比功率，單位為單位質(zhì)量電池所能給出的功率稱為比功率，單位為W/kg或或kW/kg。比功率是電池重要的性能指標(biāo)之一。電比功率是電池重要的性能指標(biāo)之一。電池的比功率大，表示它可以承受大電流放電。池的比功率大，表示它可以承受大電流放電。 蓄電池的比能量和比功率性能是電池選型時的重要蓄電池的比能量和比功率性能是電池選型

47、時的重要參數(shù)。因為電池要與用電的儀器、儀表、電動機器等互參數(shù)。因為電池要與用電的儀器、儀表、電動機器等互相配套，為了滿足要求，首先要根據(jù)用電設(shè)備要求的功相配套，為了滿足要求，首先要根據(jù)用電設(shè)備要求的功率大小來選擇電池類型。率大小來選擇電池類型。 最終確定選用電池的類型要綜合考慮質(zhì)量、體積，最終確定選用電池的類型要綜合考慮質(zhì)量、體積，比能量、使用的溫度范圍和價格等因素。比能量、使用的溫度范圍和價格等因素。.392.5 2.5 閥控式鉛酸蓄電池的性能參數(shù)閥控式鉛酸蓄電池的性能參數(shù) 六、電池的使用壽命：六、電池的使用壽命： 在規(guī)定條件下，電池的有效壽命期限稱為電池的在規(guī)定條件下，電池的有效壽命期限稱

48、為電池的使用壽命。使用壽命。 蓄電池發(fā)生內(nèi)部短路或損壞而不能使用，以及容蓄電池發(fā)生內(nèi)部短路或損壞而不能使用，以及容量達(dá)不到規(guī)范要求時蓄電池使用失效，這時電池的量達(dá)不到規(guī)范要求時蓄電池使用失效，這時電池的使用壽命終止。使用壽命終止。 蓄電池的使用壽命包括使用期限和使用周期。使蓄電池的使用壽命包括使用期限和使用周期。使用期限指蓄電池可供使用的時間，包括蓄電池的存用期限指蓄電池可供使用的時間，包括蓄電池的存放時間。使用周期指蓄電池可供重復(fù)使用的次數(shù)。放時間。使用周期指蓄電池可供重復(fù)使用的次數(shù)。.402.6 2.6 閥控式鉛酸蓄電池的自放電閥控式鉛酸蓄電池的自放電 1.1.自放電的原因：自放電的原因：

49、 自放電指電池在存儲期間容量降低的現(xiàn)象。電池自放電指電池在存儲期間容量降低的現(xiàn)象。電池開路時由于自放電使電池容量損失。開路時由于自放電使電池容量損失。 自放電通常主要在負(fù)極，因為負(fù)極活性物質(zhì)為較自放電通常主要在負(fù)極，因為負(fù)極活性物質(zhì)為較活潑的海綿狀鉛電極，在電解液中其電勢比氫負(fù)，活潑的海綿狀鉛電極，在電解液中其電勢比氫負(fù)，可發(fā)生置換反應(yīng)。若在電極中存在著析氫過電位低可發(fā)生置換反應(yīng)。若在電極中存在著析氫過電位低的金屬雜質(zhì)，這些雜質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)能腐蝕電池，的金屬雜質(zhì)，這些雜質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)能腐蝕電池，結(jié)果負(fù)極金屬自溶解，并伴有氫氣析出，從而容量結(jié)果負(fù)極金屬自溶解，并伴有氫氣析出，從而容量減少。在

50、電解液中雜質(zhì)起著同樣的有害作用。一般減少。在電解液中雜質(zhì)起著同樣的有害作用。一般正極的自放電不大。正極為強氧化劑，若在電解液正極的自放電不大。正極為強氧化劑，若在電解液中或隔膜上存在易于被氧化的雜質(zhì)，也會引起正極中或隔膜上存在易于被氧化的雜質(zhì)，也會引起正極活性物質(zhì)的還原，從而減少容量?；钚晕镔|(zhì)的還原，從而減少容量。.412.6 2.6 閥控式鉛酸蓄電池的自放電閥控式鉛酸蓄電池的自放電 2.2.自放電率自放電率 自放電率用單位時間容量降低的百分?jǐn)?shù)表示。自放電率用單位時間容量降低的百分?jǐn)?shù)表示。 式中：式中：Ca-Ca-電池存貯前的容量電池存貯前的容量( (Ah)Ah) Cb- Cb-電池存貯后的容

51、量電池存貯后的容量( (Ah)Ah) T T一電池貯存的時間，常用天、月計算。一電池貯存的時間，常用天、月計算。 00100TCCCaba.422.7 2.7 閥控式鉛酸蓄電池的安全閥閥控式鉛酸蓄電池的安全閥 安全閥是閥控電池的一個關(guān)鍵部件，安全閥質(zhì)量的好壞直接影響電安全閥是閥控電池的一個關(guān)鍵部件，安全閥質(zhì)量的好壞直接影響電池使用壽命，均勻性和安全性。根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和閥控電池的使用情況，池使用壽命，均勻性和安全性。根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和閥控電池的使用情況，安全閥應(yīng)滿足如下技術(shù)條件：安全閥應(yīng)滿足如下技術(shù)條件： 單向開閥；單向開閥； 單向密封，可防止空氣進入電池內(nèi)部；單向密封，可防止空氣進入電池內(nèi)部； 同一

52、組電池各安全閥之間的開閉壓力之差不應(yīng)超過平均值的同一組電池各安全閥之間的開閉壓力之差不應(yīng)超過平均值的2020； 壽命不應(yīng)低于壽命不應(yīng)低于1515年；年； 濾酸，可防止酸和酸霧從安全閥排氣口排出；濾酸，可防止酸和酸霧從安全閥排氣口排出； 隔爆，電池外部遇明火時電池內(nèi)部不應(yīng)引爆；隔爆，電池外部遇明火時電池內(nèi)部不應(yīng)引爆； 抗震，在運輸和使用期間，安全閥不會因震動和多次開閉而松動失抗震，在運輸和使用期間，安全閥不會因震動和多次開閉而松動失效；效； 耐酸；耐酸； 耐高、低溫。耐高、低溫。目前市場使用的安全閥主要有：柱式、帽式和傘形安全閥目前市場使用的安全閥主要有：柱式、帽式和傘形安全閥 .43 2.8

53、2.8 對閥控式鉛酸蓄電池容量的影響因素對閥控式鉛酸蓄電池容量的影響因素1 1、放電率對電池容量的影響：、放電率對電池容量的影響： 鉛酸蓄電池的容量隨放電倍率增大而降低。鉛酸蓄電池的容量隨放電倍率增大而降低。 在考慮鉛酸蓄電池的容量時，必須指明放電的時率在考慮鉛酸蓄電池的容量時，必須指明放電的時率或倍率。電池容量隨放電時率或倍率不同而不同?；虮堵?。電池容量隨放電時率或倍率不同而不同。 放電倍率越高，放電電流密度越大，電流在電極上放電倍率越高，放電電流密度越大，電流在電極上分布越不均勻，電流優(yōu)先分布在離主體電解液最近的表分布越不均勻，電流優(yōu)先分布在離主體電解液最近的表面上，從而在電極的最外表面優(yōu)

54、先生成面上，從而在電極的最外表面優(yōu)先生成PbSO4。于是放電于是放電產(chǎn)物硫酸鉛堵塞多孔電極的孔口，電解液不能充分供應(yīng)產(chǎn)物硫酸鉛堵塞多孔電極的孔口，電解液不能充分供應(yīng)電極內(nèi)部反應(yīng)的需要，電極內(nèi)部物質(zhì)不能得到充分利用，電極內(nèi)部反應(yīng)的需要，電極內(nèi)部物質(zhì)不能得到充分利用，因而高倍率放電時容量降低。因而高倍率放電時容量降低。 .44 2.8 2.8 對閥控式鉛酸蓄電池容量的影響因素對閥控式鉛酸蓄電池容量的影響因素2 2、 溫度對電池容量的影響溫度對電池容量的影響 環(huán)境溫度對電池的容量影響很大，隨著環(huán)境溫度的環(huán)境溫度對電池的容量影響很大，隨著環(huán)境溫度的降低容量減小。環(huán)境溫度變化降低容量減小。環(huán)境溫度變化1

55、1時的電池容量變化稱為時的電池容量變化稱為容量的溫度系數(shù)。容量的溫度系數(shù)。 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，如環(huán)境溫度不是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，如環(huán)境溫度不是2525，則需將實測，則需將實測容量按以下公式換算成容量按以下公式換算成2525基準(zhǔn)溫度基準(zhǔn)溫度 時的實際容量時的實際容量Ce，其值應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)。其值應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)。 公式中：公式中：t是放電時的環(huán)境溫度是放電時的環(huán)境溫度 K是溫度系數(shù)，是溫度系數(shù)，1010hr的容量實驗時的容量實驗時K=0.006/=0.006/，3 3hr的的容量實驗時容量實驗時K=0.008/=0.008/，1 1hr的容量實驗時的容量實驗時K=0.01/=0.01/CtKCCte0251.45

56、2.9 2.9 閥控式鉛酸蓄電池的安裝注意事項閥控式鉛酸蓄電池的安裝注意事項1 1、不能將容量、性能和新舊程度不同的電池連在一起使用。、不能將容量、性能和新舊程度不同的電池連在一起使用。2 2、連接螺絲必須擰緊，臟污和松散的連接會引起電池打火、連接螺絲必須擰緊，臟污和松散的連接會引起電池打火爆炸，因此要仔細(xì)檢查。爆炸，因此要仔細(xì)檢查。3 3、安裝末端連接線和導(dǎo)通電池系統(tǒng)前，應(yīng)再次檢查系統(tǒng)的、安裝末端連接線和導(dǎo)通電池系統(tǒng)前，應(yīng)再次檢查系統(tǒng)的總電壓和極性連接，以保證正確接線。總電壓和極性連接，以保證正確接線。4 4、由于電池組電壓較高，存在著電擊的危險，因此裝卸、由于電池組電壓較高，存在著電擊的危

57、險，因此裝卸、連接時應(yīng)使用絕緣工具與防護，防止短路。連接時應(yīng)使用絕緣工具與防護，防止短路。5 5、電池不要安裝在密閉的設(shè)備和房間內(nèi)，應(yīng)有良好通風(fēng)，、電池不要安裝在密閉的設(shè)備和房間內(nèi)，應(yīng)有良好通風(fēng)，最好安裝空調(diào)。電池要遠(yuǎn)離熱源和易產(chǎn)生火花的地方；要最好安裝空調(diào)。電池要遠(yuǎn)離熱源和易產(chǎn)生火花的地方；要避免陽光直射。避免陽光直射。.46 2.10 2.10 閥控式鉛酸蓄電池的其他問題閥控式鉛酸蓄電池的其他問題1 1、運行充電：、運行充電：蓄電池荷電出廠，由于自放電，投運前要作補充。蓄電池荷電出廠，由于自放電，投運前要作補充。 2 2、浮充充電：、浮充充電：蓄電池在現(xiàn)場的工作方式主要是浮充工作制，在使用

58、蓄電池在現(xiàn)場的工作方式主要是浮充工作制，在使用中將蓄電池組和整流器設(shè)備并接在負(fù)載回路。中將蓄電池組和整流器設(shè)備并接在負(fù)載回路。3 3、均充電壓和頻率：、均充電壓和頻率：當(dāng)電池浮充電壓偏低或電池放電后需要再充當(dāng)電池浮充電壓偏低或電池放電后需要再充電或電池組容量不足時，需要對電池組進行均衡充電，合適的均電或電池組容量不足時，需要對電池組進行均衡充電，合適的均充電壓和均充頻率是保證電池長壽命的基礎(chǔ)。充電壓和均充頻率是保證電池長壽命的基礎(chǔ)。4 4、蓄電池充電注意事項：、蓄電池充電注意事項：電池在安裝后及放電后應(yīng)及時進行充電，電池在安裝后及放電后應(yīng)及時進行充電，避免過放電或欠充而造成容量下降。避免過放電

59、或欠充而造成容量下降。 5 5、相比同類產(chǎn)品的優(yōu)勢：、相比同類產(chǎn)品的優(yōu)勢：(1) (1) 技術(shù)領(lǐng)先技術(shù)領(lǐng)先 (2) (2)安全可靠安全可靠 結(jié)構(gòu)、體積比能量結(jié)構(gòu)、體積比能量 、重量比能量、壽命、重量比能量、壽命 正常浮充壽命大于正常浮充壽命大于1010年，北京市話局、上海市話局、內(nèi)蒙元寶年，北京市話局、上海市話局、內(nèi)蒙元寶山電廠已使用十年以上，目前容量仍達(dá)山電廠已使用十年以上，目前容量仍達(dá)100100。 .47三、超導(dǎo)磁儲能系統(tǒng)三、超導(dǎo)磁儲能系統(tǒng) Superconducting Magnetic Energy Storage.48三、超導(dǎo)磁儲能系統(tǒng)三、超導(dǎo)磁儲能系統(tǒng)超導(dǎo)磁儲能超導(dǎo)磁儲能（SME

60、S）是）是利用超導(dǎo)磁體儲利用超導(dǎo)磁體儲存能量時所具有的低損耗和快速響應(yīng)存能量時所具有的低損耗和快速響應(yīng)（100ms100ms）的能力，通過電力電子變流）的能力，通過電力電子變流器與電力系統(tǒng)連接，組成既能儲存電能器與電力系統(tǒng)連接，組成既能儲存電能（整流方式）又能釋放電能（逆變方式）（整流方式）又能釋放電能（逆變方式）的快速響應(yīng)裝置。的快速響應(yīng)裝置。SMES是把電能存儲在超導(dǎo)線圈中并以磁是把電能存儲在超導(dǎo)線圈中并以磁場能形式儲存的儲能設(shè)備。場能形式儲存的儲能設(shè)備。.493.1 SMES的優(yōu)點的優(yōu)點 SMESSMES具備的優(yōu)點：具備的優(yōu)點：可長期無損耗地重復(fù)儲存能量，轉(zhuǎn)換效率可可長期無損耗地重復(fù)儲存