新能源中的三大电池技术
从目前来看,中国电池的发展已经进入快车道,主要得益于铅蓄电池行业的整顿和国家积极推动新能源的举措,使得新型电池如雨后春笋般崛起,兴起了一股“新能源电池热”。
高温电池:目前广泛应用于通信基站和IDC机房的后备电源为普通铅酸阀控密封电池,最佳使用温度为20℃-25℃,对高温使用环境非常敏感,即长期在25℃以上环境下使用,温度每提高10℃电池寿命将缩减一半,因此大部分基站和IDC机房都需要配备空调,能耗大。提高蓄电池的工作温度,既能大大提高了通信基站后备电池的可靠性和安全性,又能大幅降低了由于电池降温带来的空调能耗,推动我国通信行业的节能减排。
锂电池:在通信用后备式电源领域,随着接入网的发展和通信机柜的小型化,具有更高重量和体积比能量的锂离子电池正在得到通信领域电源工作者的关注与重视。国外多个通信设备制造商已推出一系列通信用后备式锂离子电池组,大型运营商已开始成功应用。
随着技术的不断发展,成本的不断降低,后续一定会有新的技术替代铅酸电池,所以在未来的通信电源领域里,运营商将会接受并且大规模地使用磷酸铁锂电池。
具有更高比能量的锂离子电池发展很快,以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池已经表现出良好的浮充性能、安全性、可靠性和卓越的循环性能,必将成为未来通信电源用电池的重要技术类型。
但是锂离子电池的成本相当于铅酸蓄电池的4-5倍,在一定程度上制约了该产品的广泛使用,其应用方向在一段时间内将局限在宽带、接入网等小容量通信设备电源或作为移动式通信电源。
燃料电池:纵观燃料电池170多年的发展历程,可以看出:燃料电池正在逐步从航空航天、独立式发电站向电动车电源、便携式数码产品电源、后备式电源等领域延伸,因为其具有能量转化效率高(可高达50%以上)、可靠性好、不排出污染物、噪音低(
新型电池的出现,有其必然原因,以上三大新型电池,自诞生以来就广受关注,新型电池有着无可比拟的性能优势,然而,新型电池必将是新鲜事物,很多弊端还没有完全彰显,对于用户而言,在选用过程中应当谨慎对待。
铅酸蓄电池放电时, 在蓄电池的电位差作用下,负极板上的电子经负载进入正极板形成电流I。同时在电池内部进行化学反应。
负极板上每个铅原子放出两个电子后,生成的铅离子(Pb2)与电解液中的硫酸根离子(SO4-2)反应,在极板上生成难溶的硫酸铅(PbSO4)。
正极板的铅离子(Pb4)得到来自负极的两个电子(2e)后,变成二价铅离子(Pb2),,与电解液中的硫酸根离子(SO4-2)反应,在极板上生成难溶的硫酸铅(PbSO4)。正极板水解出的氧离子(O-2)与电解液中的氢离子(H)反应,生成稳定物质水。
电解液中存在的硫酸根离子和氢离子在电力场的作用下分别移向电池的正负极,在电池内部形成电流,整个回路形成,蓄电池向外持续放电。
放电时H2SO4浓度不断下降,正负极上的硫酸铅(PbSO4)增加,电池内阻增大(硫酸铅不导电),电解液浓度下降,电池电动势降低。
铅酸蓄电池充电过程的电化反应
充电时,应在外接一直流电源(充电极或整流器),使正、负极板在放电后生成的物质恢复成原来的活性物质,并把外界的电能转变为化学能储存起来。
在正极板上,在外界电流的作用下,硫酸铅被离解为二价铅离子(Pb2)和硫酸根负离子(SO4-2),由于外电源不断从正极吸取电子,则正极板附近游离的二价铅离子(Pb2)不断放出两个电子来补充,变成四价铅离子(Pb4),并与水继续反应,最终在正极极板上生成二氧化铅(PbO2)。
在负极板上,由于负极不断从外电源获得电子,则负极板附近游离的二价铅离子(Pb2)被中和为铅(Pb),并以绒状铅附着在负极板上。
电解液中,正极不断产生游离的氢离子(H)和硫酸根离子(SO4-2),负极不断产生硫酸根离子(SO4-2),在电场的作用下,氢离子向负极移动,硫酸根离子向正极移动,形成电流。
充电后期,在外电流的作用下,溶液中还会发生水的电解反应。
A、电力/核电
OTP蓄电池最早应用于中国电力/核电领域,作为电源系统解决方案和服务供应商,OTP已经成为中国电力行业建设高效、环保发电厂和 提供相关服务 的忠实伙伴。自1998年至今,已经为中国电力用户提供数十万只蓄电池。在诸多重大项目如:连云港田湾核电站、中国先进核反应堆、大亚湾核电 站、三峡工程、引黄工程、彭水项目中,OTP都已成为蓄电池的主要供应商。
B、地铁/铁路
随着中国铁路/地铁行业的飞速发展,OTP蓄电池也广泛应用于该领域。青藏线高速列车,京沪高速铁路,上海、北京、广州、深圳、天津、武汉等 城市的多条地铁,以及国外:越南、苏丹、巴基斯坦等国家的铁路建设项目中都有使用OTP蓄电池。
C、石油/化工
自中国政府开展西气东输工程开始,OTP蓄电池正式进入石油/化工市场领域,并在后续的:西部管道,西气东输、南海石油等重大项目中,成为蓄 电池的主要供应商之一。在中国-哈萨克斯坦石油天然气总长度2000公里的管道上,就有500公里管道使用OTP蓄电池。另外,大型石化企业如:金山石化、大庆石化、广州石化、金陵石化等都是我们长年的合作伙伴。