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电力通讯 / Power communication

电池储能:电力行业的下一个突破性技术

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部门:江瀚电力  时间:2018-02-09  阅读:

   电池已经有百年的发展历程,因为其成本低廉、技术成熟、维护方便的特点,一直备受人们喜爱。当前通信电源中应用最广泛的就是储能电池,但最让人们头疼的是其循环寿命短这个大问题。即使是循环性能相对好的铅电池,在电网质量差的区域,频繁深循环使用,仅能维持1年的寿命。此外,铅电池的寿命极大地依赖其工作温度,当温度增加时,加速极板的腐蚀和失水,电池寿命也随着变短。


  更为重要的是环保问题。“铅电池污染主要出现在铅蓄电池的制造和回收过程中及熔化和回收过程容易产生污染。”中国储能电池材料研发专家李晓春称。事实上,对于储能电池行业来说,比生产环节更有可能造成污染的是回收环节。

  因此,对其能效进行技术性的改革已成为新时代储能领域迫在眉睫的问题。针对于此,锂电池逐渐走入人们的视野,其综合成本又不会增加太多的储能,更能够完全取代传统铅电池,已成为当下各国储能行业不可或缺的必需品。

  锂离子电池并不是最近几年才出现的,它在手机领域的商用历史已经超过了20年,但锂电池在通信站点作为后备电源却是不折不扣的新军。现阶段,通信后备电源领域使用的锂电池多数是普通锂电池,少部分是优化、更新后的新型锂电池。

  从环保方面考虑,锂电池有着天然的优势。锂电池所使用的材料里不含有污染性金属,例如镉、锂、汞之类的有害重金属物质,锂电池在生产及使用过程中没有污染物产生,保障了人体的健康,废电池回收过程中不会带来水源和土壤的污染。

  尤其像是经过李晓春改良传统电池材料之后研发的新型磷酸铁锂电池,这种新型电池更加适应较为极端恶劣的发电环境,,即便低温环境也可以使用,更增强了电池的稳定性,使其使用寿命大大得到了延长。

  而从电性能方面考虑,李晓春研发的新型磷酸铁锂电池也全面超越传统铅电池。锂电池的循环寿命、高温特性、充放电倍率性能和能量密度都很优秀,远优于锂电池。如,相同容量的铅电池和体积与重量是铅电池的二分之一到三分之一新型磷酸铁锂电池,后者可以任意连接摆放,对建筑空间、承重等都没有特殊要求,大大降低了场地租用成本。另外,新型磷酸铁锂电池优秀的高温特性,可以减少基站的空调配置与耗电。哪怕被盗后,回收价值不大。另外,李晓春更是针对于这个问题开发了——电池储能智能管理系统,由于有电池智能管理系统存在,使其无法被直接使用,降低了后备电源的被盗风险。

  电网差区域作为循环用备电,利用其循环寿命长优势。锂电池的特点是浮充寿命长,循环寿命短,简而言之就是越少使用越好。但许多国家和地区的电网环境不好,每天停电时间超过2小时,频繁的循环使用会导致锂电池寿命迅速下降,而具有高循环寿命的锂电池就适合在此类环境使用。

  应用于壁挂式电源和抱杆式电源,突出其能量密度高的特性。锂电池有占地多、重量大、对承重要求高的缺点,越来越难满足小空间场景的要求。而锂电池的能量密度是锂电池的2~4倍,特别适合在上述环境中使用。

  在短时间备电的UPS或通信电源中使用,发挥其放电倍率好的特点。某些使用油机应急供电的场景,需要UPS或通信电源的后备电源有5~10分钟的备电时间,以便备份数据和切换到油机应急供电,这种情况下只需要电池在5~10分钟内保证一定的输出功率。锂电池在10分钟内即可输出额定容量的90%以上,而锂电池在10分钟内最多放出额定容量的30%,锂电池可以配置比锂电池少得多的容量即可满足短时备电的要求,节省空间和成本。

  通信储能用锂电池需要配合优秀的电池管理系统,才能真正安全和稳定的使用。锂电池的理论特性决定了其对过充、过放比较敏感,由于发展时间尚短,业界对其一致性、稳定性、大规模串并联、温度控制等问题的研究还不深入,因此需聚焦于电池管理系统的研发,才能更有效更安全地使用锂电池。
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