| 供貨周期 | 一個(gè)月以上 | 規(guī)格 | ZC100-12 |
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| 貨號(hào) | 卓肯蓄電池 | 主要用途 | UPS電源、配電柜、應(yīng)急電源、直流屏 |
產(chǎn)品分類品牌分類
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卓肯蓄電池ZC100-12 12V100AH放電無(wú)內(nèi)阻
卓肯蓄電池ZC100-12 12V100AH放電無(wú)內(nèi)阻
太陽(yáng)能是各種可再生能源中zui重要的基本能源,生物質(zhì)能、風(fēng)能、海洋能、水能等都來(lái)自太陽(yáng)能,廣義地說(shuō),太陽(yáng)能包含以上各種可再生能源。太陽(yáng)能作為可再生能源的一種,則是指太陽(yáng)能的直接轉(zhuǎn)化和利用。通過(guò)轉(zhuǎn)換裝置把太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換成熱能利用的屬于太陽(yáng)能熱利用技術(shù),再利用熱能進(jìn)行發(fā)電的稱為太陽(yáng)能熱發(fā)電,也屬于這一技術(shù)領(lǐng)域;通過(guò)轉(zhuǎn)換裝置把太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換成電能利用的屬于太陽(yáng)能光發(fā)電技術(shù),光電轉(zhuǎn)換裝置通常是利用半導(dǎo)體器件的光伏效應(yīng)原理進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的,因此又稱太陽(yáng)能光伏技術(shù)。
二十世紀(jì)50年代,太陽(yáng)能利用領(lǐng)域出現(xiàn)了兩項(xiàng)重大技術(shù)突破:一是1954年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出6%的實(shí)用型單晶硅電池,二是1955年以色列Tabor提出選擇性吸收表面概念和理論并研制成功選擇性太陽(yáng)吸收涂層。這兩項(xiàng)技術(shù)突破為太陽(yáng)能利用進(jìn)入現(xiàn)代發(fā)展時(shí)期奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
太陽(yáng)能電池的特性:太陽(yáng)能電池是一個(gè)巨大的PN結(jié),它把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能,對(duì)于單片太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō),它是一個(gè)小的PN結(jié),除了當(dāng)太陽(yáng)光照射在上面時(shí),它能夠產(chǎn)生電能外,它還具有PN結(jié)的一切特性。在標(biāo)準(zhǔn)光照條件下,它的額定輸出電壓為0.48V。在太陽(yáng)能照明燈具使用中的太陽(yáng)能電池組件都是由多片太陽(yáng)能電池連接構(gòu)成的。它具有負(fù)的溫度系數(shù),溫度每上升一度,電壓下降2mV。
對(duì)于多片太陽(yáng)能電池組成的太陽(yáng)能電池組件,太陽(yáng)能電池一般都如下參數(shù):Isc是短路電流,Im是峰值電流,Voc是開(kāi)路電壓。Vm是峰值電壓,Pm是峰值功率。在使用中,太陽(yáng)能電池開(kāi)路或者短路都不會(huì)造成損壞,實(shí)際上我們也正是利用它的這個(gè)特性對(duì)系統(tǒng)蓄電池充放電進(jìn)行控制的。
太陽(yáng)能電池的選擇:我們所說(shuō)的太陽(yáng)能電池輸出功率Wp是標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光照條件下,即:歐洲委員會(huì)定義的101標(biāo)準(zhǔn),輻射強(qiáng)度1000W/m2,大氣質(zhì)量AM1.5,電池溫度25℃條件下,太陽(yáng)能電池的輸出功率。這個(gè)條件大約和平時(shí)晴天中午前后的太陽(yáng)光照條件差不多,(在長(zhǎng)江下游地區(qū)只能接近這個(gè)數(shù)值)這并不象有些人想象的那樣,只要有陽(yáng)光就會(huì)有額定輸出功率,甚至認(rèn)為太陽(yáng)能電池在夜晚日光燈下也可以正常使用。這就是說(shuō),太陽(yáng)能電池的輸出功率是隨機(jī)的,在不同的時(shí)間,不同的地點(diǎn),同樣一塊太陽(yáng)能電池的輸出功率是不同的。
2.光伏效應(yīng)
光生伏*應(yīng)簡(jiǎn)稱為光伏效應(yīng),指光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬組合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。
太陽(yáng)能電池是一種近年發(fā)展起來(lái)的新型的電池。太陽(yáng)能電池是利用光電轉(zhuǎn)換原理使太陽(yáng)的輻射光通過(guò)半導(dǎo)體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N器件,這種光電轉(zhuǎn)換過(guò)程通常叫做“光生伏打效應(yīng)”,因此太陽(yáng)能電池又稱為“光伏電池”,用于太陽(yáng)能電池的半導(dǎo)體材料是一種介于導(dǎo)體和絕緣體之間的特殊物質(zhì),和任何物質(zhì)的原子一樣,半導(dǎo)體的原子也是由帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子組成,半導(dǎo)體硅原子的外層有4個(gè)電子,按固定軌道圍繞原子核轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)受到外來(lái)能量的作用時(shí),這些電子就會(huì)脫離軌道而成為自由電子,并在原來(lái)的位置上留下一個(gè)“空穴”,在純凈的硅晶體中,自由電子和空穴的數(shù)目是相等的。如果在硅晶體中摻入硼、鎵等元素,由于這些元素能夠俘獲電子,它就成了空穴型半導(dǎo)體,通常用符號(hào)P表示;如果摻入能夠釋放電子的磷、砷等元素,它就成了電子型半導(dǎo)體,以符號(hào)N代表。若把這兩種半導(dǎo)體結(jié)合,交界面便形成一個(gè)P-N結(jié)。太陽(yáng)能電池的奧妙就在這個(gè)“結(jié)”上,P-N結(jié)就像一堵墻,阻礙著電子和空穴的移動(dòng)。當(dāng)太陽(yáng)能電池受到陽(yáng)光照射時(shí),電子接受光能,向N型區(qū)移動(dòng),使N型區(qū)帶負(fù)電,同時(shí)空穴向P型區(qū)移動(dòng),使P型區(qū)帶正電。這樣,在P-N結(jié)兩端便產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì),也就是通常所說(shuō)的電壓。這種現(xiàn)象就是上面所說(shuō)的“光生伏打效應(yīng)”。如果這時(shí)分別在P型層和N型層焊上金屬導(dǎo)線,接通負(fù)載,則外電路便有電流通過(guò),如此形成的一個(gè)個(gè)電池元件,把它們串聯(lián)、并聯(lián)起來(lái),就能產(chǎn)生一定的電壓和電流,輸出功率。制造太陽(yáng)電池的半導(dǎo)體材料已知的有十幾種,因此太陽(yáng)電池的種類也很多。目前,技術(shù)zui成熟,并具有商業(yè)價(jià)值的太陽(yáng)電池要算硅太陽(yáng)電池。
太陽(yáng)能電池就是利用光伏效應(yīng)將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種裝置。常規(guī)太陽(yáng)電池簡(jiǎn)單裝置如左圖所示。當(dāng)N型和P型兩種不同型號(hào)的半導(dǎo)體材料接觸后,由于擴(kuò)散和漂移作用,在界面處形成由P型指向N型的內(nèi)建電場(chǎng)。當(dāng)光照在太陽(yáng)電池的表面后,能量大于禁帶寬度的光子便激發(fā)出電子和空穴對(duì),這些非平衡的少數(shù)載流子在內(nèi)電場(chǎng)的作用下分離開(kāi),在電池的上下兩極累積,這樣電池便可以給外界負(fù)載提供電流。
3.晶硅太陽(yáng)電池向高效化和薄膜化方向發(fā)展
單晶硅高效電池
單晶硅高效電池的典型代表是斯但福大學(xué)的背面點(diǎn)接觸電池(PCC),新南威爾士大學(xué)(UNSW)的鈍化發(fā)射區(qū)電池(PESC,PERC,PERL以及德國(guó)Fraumhofer太陽(yáng)能研究所的局域化背表面場(chǎng)(LBSF)電池等。
新南威爾士大學(xué)高效電池; 斯但福大學(xué)的背面點(diǎn)接觸電池(PCC) 德國(guó)Fraunhofer太陽(yáng)能研究所的深結(jié)局部背場(chǎng)電池(LBSF) 日本SHARP的C一Si/µc-Si異質(zhì)pp+結(jié)高效電池
多晶硅高效電池
多晶硅太陽(yáng)電他的出現(xiàn)主要是為了降低成本,其優(yōu)點(diǎn)是能直接制備出適于規(guī)?;a(chǎn)的大尺寸方型硅錠,設(shè)備比較簡(jiǎn)單,制造過(guò)程簡(jiǎn)單、省電、節(jié)約硅材料,對(duì)材質(zhì)要求也較低。晶界及雜質(zhì)影響可通過(guò)電池加工工藝進(jìn)行改善;由于材質(zhì)和晶界影響,電池效率較低。電池工藝主要采用吸雜、鈍化、背場(chǎng)等技術(shù)。
常規(guī)鋁吸雜工藝是在電池的背面蒸鍍鋁膜后經(jīng)過(guò)燒結(jié)形成,也可同時(shí)形成電池的背場(chǎng)。近幾年在吸雜上的工作證明,它對(duì)高效單晶硅太陽(yáng)電池及多晶硅太陽(yáng)電池都會(huì)產(chǎn)生一定的作用。
鈍化是提高多晶硅質(zhì)量的有效方法。一種方法是采用氫鈍化,鈍化硅體內(nèi)的懸掛鍵等缺陷。在晶體生長(zhǎng)中受應(yīng)力等影響造成缺陷越多的硅材料,氫鈍化的效果越好。氫鈍化可采用離子注入或等離子體處理。在多晶硅太陽(yáng)電池表面采用PECVD法鍍上一層氮化硅減反射膜,由于硅烷分解時(shí)產(chǎn)生氫離子,對(duì)多晶硅可產(chǎn)生氫鈍化的效果。
在高效太陽(yáng)電池上常采用表面氧鈍化的技術(shù)來(lái)提高太陽(yáng)電他的效率,近年來(lái)在光伏級(jí)的晶體硅材料上使用也有明顯的效果,尤其采用熱氧化法效果更明顯。使用PECVD法在更低的溫度下進(jìn)行表面氧化,近年來(lái)也被使用,具有一定的效果。
多晶硅太陽(yáng)電池的表面由于存在多種晶向,不如(100)晶向的單晶硅那樣能經(jīng)由腐蝕得到理想的絨面結(jié)構(gòu),因而對(duì)其表面進(jìn)行各種處理以達(dá)減反射的作用也為近期研究目標(biāo),其中采用多刀砂輪進(jìn)行表面刻槽,對(duì)10cmX10cm面積硅片的工序時(shí)間可降到30秒,具有了一定的實(shí)用潛力。
多孔硅作為多晶硅太陽(yáng)電池的減反射膜具有實(shí)用意義,其減反射的作用已能與雙重減反射膜相比,所得多晶硅電池的效率也能達(dá)到13。4%。
Geogia Tech.電池 UNSw電池 Kysera電池 多晶硅薄膜電池
為了大幅度降低太陽(yáng)電池的成本,光伏界一直在研究開(kāi)發(fā)薄膜電池,并先后開(kāi)發(fā)出非晶硅薄膜電他,硫化鎬(CdTe)電池,銅鋼硒(C1S)電池等。特別是非晶硅電池,
CVD多晶硅薄膜電池 多層多晶硅薄膜電池 目前太陽(yáng)能電池的封裝形式主要有2種,層壓和滴膠,層壓工藝可以保證太陽(yáng)能電池工作壽命25年以上,滴膠雖然當(dāng)時(shí)美觀,但是太陽(yáng)能電池工作壽命僅僅1~2年。因此,1W以下的小功率太陽(yáng)能草坪燈,在沒(méi)有過(guò)高壽命要求的情況下,可以使用滴膠封裝形式,對(duì)于使用年限有規(guī)定的太陽(yáng)能燈,建議使用層壓的封裝形式。另外,有一種硅凝膠用于滴膠封裝太陽(yáng)能電池,據(jù)說(shuō)工作壽命可以達(dá)到10年。
太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)
光伏發(fā)電系統(tǒng)分為獨(dú)立型與并網(wǎng)型。
1.獨(dú)立型太陽(yáng)能交流發(fā)電系統(tǒng)一般包括以下幾個(gè)部分:
· 太陽(yáng)電池陣列:按一定方式排列和連結(jié)組合的太陽(yáng)電池組件,以及支撐這些組件的支架和基礎(chǔ)。
·儲(chǔ)能電池:根據(jù)使用要求,可以是不同種類的可充電電池。
·控制器:用于控制太陽(yáng)電池陣列給儲(chǔ)能電池充電過(guò)程的設(shè)備,它具有各種保護(hù)功能,可以確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定的連續(xù)運(yùn)行。
·逆變器,輸入從儲(chǔ)能電池來(lái)的直流電,輸出所需要的交流電,例如:中國(guó)是220V50Hz。
·配電箱及連接導(dǎo)線:用于連結(jié)系統(tǒng)設(shè)備和管理輸出電力的設(shè)備。
2.獨(dú)立型太陽(yáng)能直流發(fā)電系統(tǒng)一般包括以下幾個(gè)部分:
· 太陽(yáng)電池陣列:按一定方式排列和連結(jié)組合的太陽(yáng)電池組件,以及支撐這些組件的支架和基礎(chǔ)。
·儲(chǔ)能電池:根據(jù)使用要求,可以是不同種類的可充電電池。
·控制器:用于控制太陽(yáng)電池陣列給儲(chǔ)能電池充電過(guò)程的設(shè)備,它具有各種保護(hù)功能,可以確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定的連續(xù)運(yùn)行。
·配電箱及連接導(dǎo)線:用于連結(jié)系統(tǒng)設(shè)備和管理輸出電力的設(shè)備。
3.并網(wǎng)型太陽(yáng)能交流發(fā)電系統(tǒng)一般包括以下幾個(gè)部分:
· 太陽(yáng)電池陣列:按一定方式排列和連結(jié)組合的太陽(yáng)電池組件,以及支撐這些組件的支架和基礎(chǔ)。
·儲(chǔ)能電池:根據(jù)使用要求,可以是不同種類的可充電電池。
·控制器:用于控制太陽(yáng)電池陣列給儲(chǔ)能電池充電過(guò)程的設(shè)備,它具有各種保護(hù)功能,可以確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定的連續(xù)運(yùn)行。
·并網(wǎng)逆變器,輸入從儲(chǔ)能電池來(lái)的直流電,輸出所需要的交流電,例如:中國(guó)是220V50Hz。
·配電箱及連接導(dǎo)線:用于連結(jié)系統(tǒng)設(shè)備和管理輸出電力的設(shè)備。
太陽(yáng)能照明系統(tǒng)
太陽(yáng)能燈具的設(shè)計(jì)和燈具的使用地區(qū)有關(guān)。太陽(yáng)能電池組件額定輸出功率和燈具輸入功率之間關(guān)系在華東地區(qū)大約是2~4:1,具體比例要根據(jù)燈具每天工作時(shí)間以及對(duì)連續(xù)陰雨天照明要求決定。
太陽(yáng)能電池的安裝:許多的太陽(yáng)能燈具的工廠將太陽(yáng)能電池水平放置,這樣太陽(yáng)能電池的輸出功率將減少15%~20%,如果再在太陽(yáng)能電池上面增加一個(gè)裝飾性外罩,太陽(yáng)能電池的輸出功率又將減少5%左右,太陽(yáng)能電池價(jià)格昂貴,我們收集了許多國(guó)外太陽(yáng)能燈資料,在美觀和節(jié)能兩者之間,大多數(shù)都選擇節(jié)能。在長(zhǎng)江下游太陽(yáng)能電池的傾斜角度是40度左右,方向?yàn)檎戏健?/span>
單片太陽(yáng)能電池一般是不能使用的,實(shí)際應(yīng)用的是太陽(yáng)能電池組件。太陽(yáng)電池組件是由多片太陽(yáng)能電池組合而成,用以達(dá)到期望的電壓值。太陽(yáng)能電池組件在使用過(guò)程中,如果有一片太陽(yáng)能電池單獨(dú)被遮擋,例如樹(shù)葉鳥(niǎo)糞等,單獨(dú)被遮擋的太陽(yáng)能電池在強(qiáng)烈陽(yáng)光照射下就會(huì)發(fā)熱損壞,于是整個(gè)太陽(yáng)能電池組件損壞。這就是所謂熱島效應(yīng)。為了防止熱島效應(yīng),一般是將太陽(yáng)能電池傾斜放置,使樹(shù)葉等不能附著,在鳥(niǎo)類比較聚集的地方還要求安裝防鳥(niǎo)針。
無(wú)論太陽(yáng)能燈具的款式與功率如何,需要一個(gè)性能良好的充放電控制電路是*的。為了延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命,必須對(duì)它的充放電條件加以限制,防止蓄電池過(guò)充電及深度放電,另外,由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸入能量極不穩(wěn)定,光伏發(fā)電系統(tǒng)中對(duì)蓄電池充電的控制要比普通蓄電池充電的控制要復(fù)雜些。對(duì)于太陽(yáng)能燈具的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),成功與失敗往往就取決于充放電控制電路的成功與失敗,沒(méi)有一個(gè)性能良好的充放電控制電路,就不可能有一個(gè)性能良好的太陽(yáng)能燈具。
儲(chǔ)能鉛酸蓄電池的選用
近年來(lái),太陽(yáng)電池的光伏發(fā)電技術(shù)得到了世界各國(guó)的高度重視。從歐美的太陽(yáng)能光伏“屋頂計(jì)劃”到我國(guó)的西部光伏發(fā)電項(xiàng)目以及“光明工程”。太陽(yáng)能光伏發(fā)電已經(jīng)顯示了其強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。隨著光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和低成本光伏組件的產(chǎn)業(yè)化,太陽(yáng)能燈具、光伏電站和光伏戶用電源,均要求蓄電池供應(yīng)商能夠提供全天候運(yùn)行的蓄電池,而目前光伏系統(tǒng)多采用閥控式密封鉛酸蓄電池(以下簡(jiǎn)稱鉛酸蓄電池縮寫為VRLAB)膠體鉛酸蓄電池和免維護(hù)鉛酸蓄電池(不是VRLA蓄電池)作為儲(chǔ)能電源。耐候性是指蓄電池適應(yīng)自然環(huán)境的特性。本文主要討論自然環(huán)境下溫度對(duì)蓄電池壽命、容量的影響及解決方法,以及儲(chǔ)能鉛酸蓄電池選用。
一、溫度對(duì)鉛酸蓄電池壽命的影響
VRLA鉛酸蓄電池受溫度影響較大,按阿里紐斯原理,在大于40℃,溫度升高10度,壽命降低一倍,壽命終止的主要原因是:(一)硫酸電解液干涸;(二)熱失控;(三)內(nèi)部短路等。
(一)硫酸電解液干涸:關(guān)鍵問(wèn)題因素之一。酸液干涸將造成電池容量降低,甚至失效。造成電池干涸失效這一因素是鉛酸電池所*的。酸液干涸的原因:(1)氣體再化合的效率偏低,析氫析氧、水蒸發(fā);(2)從電池殼體內(nèi)部向外滲水;(3)控制閥設(shè)計(jì)不當(dāng);(4)充電設(shè)備與電池電壓不匹配,電池電壓過(guò)高、發(fā)熱、失水、干涸而失效。
VRLA鉛酸蓄電池受到上述(1)(2)(3)(4)四種因素的影響,其中(2)(3)(4)三種因素引起的失水速度隨環(huán)境溫度的上升而加快,從而加速了鉛酸蓄電池以干涸方式失效。酸液干涸是影響VRLA鉛酸蓄電池壽命的致命因素,VRLA蓄電池不適于在35℃以上高溫條件下使用。
(二)熱失控:
蓄電池在充放電過(guò)程中一般都產(chǎn)生熱量。充電時(shí)正極產(chǎn)生的氧到達(dá)負(fù)極,與負(fù)極的絨面鉛反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱,如不及時(shí)導(dǎo)走就會(huì)使蓄電池溫度升高。蓄電池若在高溫環(huán)境下工作,其內(nèi)部積累的熱量就難以散發(fā)出去,就可能導(dǎo)致蓄電池產(chǎn)生過(guò)熱、水損失加劇,內(nèi)阻增大,更加發(fā)熱,產(chǎn)生惡性循環(huán),逐步發(fā)展為熱失控,zui終導(dǎo)致蓄電池失效。
VRLA鉛酸蓄電池由于采用了貧液式緊裝配設(shè)計(jì),隔板中保持著10%的孔隙酸液不能進(jìn)入,因而電池內(nèi)部的導(dǎo)熱性極差,熱容量極小。VRLA鉛酸蓄電池之所以在高溫環(huán)境下易發(fā)生熱失控,是由于安全閥排出的氣體量太少,難以帶走電池內(nèi)部積累的熱量。熱失控的巨熱將使蓄電池殼體發(fā)生嚴(yán)重變形、脹裂、蓄電池*失效。
(三)內(nèi)部短路:由于隔膜物質(zhì)的降解老化穿孔,活性物質(zhì)的脫落膨脹使兩極連接,或充電過(guò)程中生成枝晶穿透隔膜等引起內(nèi)部短路。深放電之后的蓄電池,其吸附式隔板易出現(xiàn)鉛絨或彌散型沉淀,或形成枝晶,導(dǎo)致正負(fù)極板微短路。
由于VRLA鉛酸蓄電池的負(fù)極冗余設(shè)計(jì),充電的初、中期充電效率比正極板充電效率高,所以在正極板析氧之前,負(fù)極已生成足夠的絨面鉛,用于使氧進(jìn)行再化合。在制作蓄電池過(guò)程中,以負(fù)極活性物質(zhì)的量作為控制因素,可以減緩電池性能的惡化。
除此而外,目前在鉛酸蓄電池中還普遍采用添加劑,用以改善蓄電池性能,如添加鋅、鎘、鋰、鈷、銅、鎂等金屬鹽或氧化物。這些添加劑均為強(qiáng)電解質(zhì),在放電過(guò)程中其離子向負(fù)極遷移。這些金屬離子起化合配位作用,降低形成硫酸鉛的概率,既使形成了硫酸鉛,也比較松軟,易于軟化或還原。在電池的使用中,應(yīng)盡量保持溫度恒定,避免溫度的大起大落,減少枝晶析出產(chǎn)生的機(jī)會(huì)。
綜上所述,高溫對(duì)蓄電池失水干涸、熱失控、正極板柵腐蝕和變形等都起到加速作用,低溫會(huì)引起負(fù)極鈍化失效,溫度波動(dòng)會(huì)加速鉛酸蓄電池內(nèi)部短路等等。這些都將影響電池壽命。
二、溫度對(duì)鉛酸蓄電池容量的影響
(一)*類早期容量損失,縮寫為PCL-Ⅰ。
鉛酸蓄電池容量突然損失的主要原因是阻擋層。由于Pb-Ca-Sn-Al合金再生缺陷和半導(dǎo)體效應(yīng),正極活性物質(zhì)與板柵間形成了單項(xiàng)導(dǎo)電的阻擋層,導(dǎo)電層組成成分較為復(fù)雜并具有半導(dǎo)體特性的晶體,對(duì)溫度極為敏感,通過(guò)對(duì)腐蝕層的研究,改進(jìn)了電池的合金和鉛膏添加劑等半導(dǎo)體摻雜制造工藝,其原理是半導(dǎo)體晶體對(duì)純度極為敏感這一原理,一個(gè)ppm的摻雜能增加103的電導(dǎo)率,通過(guò)合理的摻雜工藝,這種失效模式基本上解決。
(二)第二類早期容量損失,縮寫為PCL-Ⅱ
鉛酸蓄電池容量緩慢損失的主要原因是不是通常所見(jiàn)的板柵腐蝕硫酸鹽化或活性物質(zhì)軟化脫落等,而是由于多孔活性物質(zhì)膨脹引起顆粒之間互相隔絕,受溫度影響很大,由PbO2→PbSO4 軟化過(guò)程中膨脹收縮,引起的正極活性物松軟和絡(luò)合結(jié)構(gòu)的不可逆損壞,逐漸軟化脫落。造成正極板以較低的速度損失容量。 (三)第三類早期容量損失,縮寫為PCL-Ⅲ
鉛酸蓄電池?zé)o法充電的主要原因是由于負(fù)極添加劑活性降低或損失,而使充電困難,充電接受能力差,再充電不足,從而導(dǎo)致負(fù)極板底部1/3處硫酸鹽化而造成的。
在常溫10h--20h率放電時(shí)電池容量受限于正極,在低溫(-15℃以下)和高倍率(1h率以上)放電時(shí)電池容量收限于負(fù)極,低溫大電流放電或受高溫影響負(fù)極極易發(fā)生鈍化,其原因是放電過(guò)程中有大量的離子要在很短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入酸液,而形成晶核需要一些時(shí)間,這樣在電極表面的呈現(xiàn)過(guò)大的飽和度,與正常放電電流密度相比就能夠形成數(shù)量多而尺寸小的晶核,使得電極表面變成孔隙小的致密層,阻礙放電反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行,類似于部分放電量消耗于這種硫酸鉛鹽層上。
高溫促使負(fù)極添加劑的分解或溶解在電解液中而早期損失,使負(fù)極絨面鉛鈍化。在低溫狀態(tài),溶解度明顯降低,即使放電電流與低溫低濃度時(shí)相同、放電時(shí)產(chǎn)生的速度不變,但相對(duì)于低平衡溶解度來(lái)說(shuō)提高了飽和度。在低溫狀態(tài),還導(dǎo)致酸液的粘度增加,導(dǎo)致酸擴(kuò)散速度下降,增大蓄電池的內(nèi)阻,高速傳質(zhì)性能變壞。
鈍化層厚度與硫酸鉛的結(jié)晶尺寸、孔隙率和孔徑結(jié)構(gòu)有關(guān),即與硫酸鉛的溶解度以及鉛電極表面溶液飽和度有關(guān)。在低溫及電流密度、硫酸濃度高時(shí),使負(fù)極表面溶液飽和度過(guò)高,鈍化層隨之變厚。所以很易造成蓄電池因放電困難而失效。負(fù)極板的鈍化表現(xiàn)為既充不進(jìn)電 也放不出電 。
溫度對(duì)上述(一)(二)(三)諸因素影響的機(jī)理及程度涉及到電化學(xué)熱力學(xué)、電化學(xué)動(dòng)力學(xué)、半導(dǎo)體物理學(xué)、金屬物理學(xué)等方面的理論,仍在進(jìn)一步研究之中。但高溫確實(shí)會(huì)使蓄電池中的添加劑氧化失效,引起活性物質(zhì)脫落,負(fù)極鈍化使蓄電池早期的容量衰減速度加快。這種早期容量衰減,將導(dǎo)致鉛酸蓄電池壽命縮短,可靠性變差。(四)正極板腐蝕
根據(jù)化學(xué)熱力學(xué)原理,環(huán)境溫度過(guò)高,鉛酸蓄電池放電深度越大,電解液密度越高,板柵腐蝕越劇烈;儲(chǔ)存時(shí)間愈長(zhǎng),腐蝕層越厚。伴隨著板柵腐蝕而產(chǎn)生板柵變形拉伸,其結(jié)果使板柵抗張強(qiáng)度變小?;钚晕镔|(zhì)脫落,當(dāng)腐蝕產(chǎn)物變得很厚或板柵變得相當(dāng)薄時(shí),板柵電阻增大,使電池容量下降,容量下降20%蓄電池就算失效了。
如前所述,由于蓄電池是一個(gè)電化學(xué)容器,對(duì)環(huán)境溫度變化極為敏感,環(huán)境溫度既影響蓄電池的壽命也影響蓄電池的容量,這兩者是密不可分的。
三、膠體鉛酸蓄電池(閥控式鉛酸蓄電池)發(fā)展
短短幾年時(shí)間,鉛酸蓄電池在太陽(yáng)能燈具中得到了廣泛應(yīng)用。鑒于VRLA鉛酸蓄電池在自然環(huán)境下全天候工作而面臨的耐候性較差(-20℃~40℃)的問(wèn)題,成功地開(kāi)發(fā)出自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的耐候性較好(-40℃~60℃)的膠體蓄電池,膠體蓄電池也屬于閥控式鉛酸蓄電池,膠體鉛酸蓄電池采用了富液設(shè)計(jì)方案,比VRLA鉛酸蓄電池多加了20%的酸液,極群組周圍及槽體之間充滿凝膠電解質(zhì),有較大的熱容量和好的散熱性。
膠體蓄電池受溫度影響較小,能克服以上三種早期容量損失,并具備以下優(yōu)勢(shì):
(一)采用特殊的非液非膠電解質(zhì),提高裝配壓力(正極板表面的壓力),裝配壓力25—60Kp,抑制正極板活性物質(zhì)的軟化脫落。設(shè)計(jì)合理的控制閥,增加氧氣復(fù)合,減少失水,提高電池壽命(在各種環(huán)境中可以提高壽命二倍以上)。
(二)采用特殊的板柵結(jié)構(gòu)(正負(fù)板柵質(zhì)量比1:0.75)、工藝手段及材料配方,有機(jī)和無(wú)機(jī)添加劑。形成微孔結(jié)構(gòu)的板柵,增大了電極與電解質(zhì)的反應(yīng)界面,降低接觸電阻,減小了電極的極化,大幅度提高電極的活性物質(zhì)利用率、提高了充電效率,增大電池放電和輸出功率,有效的成倍延長(zhǎng)電池壽命,全面提高電池性能。
(三)正極板柵采用Pb-Ca-Sn-Al-Sb-Zn-Cd其中的組合多元合金,負(fù)極板柵采用鉛鈣錫鋁高氫過(guò)電位材料板柵和涂膏成型的電極板,容量大、壽命長(zhǎng)。鉛錫多元合金集流排,內(nèi)阻小,耐腐蝕,可經(jīng)受長(zhǎng)期浮充使用,分析純極電解質(zhì),自放電小。
(四)采用新技術(shù)、改進(jìn)板柵材配方,提高抗蠕變及抗腐蝕性能,適當(dāng)提高Pb-Ca合金中的Sn、Ag含量,可以提高抗蠕變性能。
(五)采用低阻多孔PE隔板,極板設(shè)計(jì)要給電池殼中留出富液空間,酸液不外溢、*、*設(shè)備機(jī)件,可以順利進(jìn)行氣體陰極吸收。提高極群組的壓力,緊裝配,可以延長(zhǎng)蓄電池壽命。
(六)電池殼蓋采用迷宮式特殊設(shè)計(jì)的透氣閥,和特殊的添加劑,減少了水份的散失。
(七)采用適當(dāng)?shù)奶砑觿?,有利于保持?fù)極的正常充電狀態(tài),避免負(fù)極硫化并減小負(fù)極自放電。所以在保持負(fù)極正常充電狀態(tài)的同時(shí),也降低了正極極化電位,從而降低了正極板柵的腐蝕速度,利于延長(zhǎng)壽命。
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