新能源呼聲此起彼伏——鉛酸蓄電池的現(xiàn)狀
來源:寶鄂實業(yè)
2019-04-06 16:58
點擊量:次
鉛酸蓄電池,英文名為Lead-acid battery,它是目前全球使用最廣泛的化學(xué)電源之一, 1859年由法國人普蘭特(Plante)發(fā)明,由于其價格低廉,原材料比較容易從市場上獲得,且產(chǎn)品安全可靠、容易加工,很快就占領(lǐng)了當時的電源市場。鉛酸蓄電池從發(fā)明至今已在全球廣泛應(yīng)用了150多年,在人們的生產(chǎn)生活中都起到了重要的作用。
到上世紀60年代,美國Gates公司研制發(fā)明了以鉛鈣合金為極板的鉛酸蓄電池,揭開了閥體式鉛酸蓄電池的序幕。1969年,美國登月計劃實施之初,密封閥控鉛酸蓄電池作為備選能源被列入月球車開發(fā)計劃之中,雖然登月計劃月球車最后采用了新興的鎘鎳電池,但至此密封鉛酸蓄電池技術(shù)得到了大力的發(fā)展。
到上世紀70年代初期,美國EC公司研發(fā)制造了一款小型的密封式鉛酸蓄電池,該密封式鉛酸蓄電池以玻璃纖維棉作為隔板,這是目前所知的最早的商業(yè)用閥控式鉛酸蓄電池。1979年,GNB公司購買了Gates公司的鉛酸蓄電池專利,開始以此為原形,大規(guī)模的生產(chǎn)密封鉛酸蓄電池。
1987年,隨著分散式的供電方式廣泛的應(yīng)用,光電行業(yè)需要將基礎(chǔ)通訊設(shè)備(基站)和能源設(shè)備同時安置在一起,這時便攜的密封式鉛酸蓄電池開始被廣泛的應(yīng)用于電信行業(yè),作為電信基站的備用電源。但是由于制造成本較高, 密封式鉛酸蓄電池在電池市場占有率只有20%左右。1991年英國電信部門對本國國內(nèi)一些正在使用的密封式鉛酸蓄電池進行了檢查和測試,確定了行業(yè)標準,但同時發(fā)現(xiàn)這種電池會出現(xiàn)自燃和早期容量失效的不良現(xiàn)象。
1992年,密封式鉛酸蓄電池在歐洲和美洲的使用量都大幅度增加,在亞洲一些國家,電信部門也積極的提倡采用密封式鉛酸蓄電池,因為密封式鉛酸蓄電池良好的使用性能已經(jīng)得到了廣大用戶的認可。
鉛酸型蓄電池在現(xiàn)代生活中起到很重要的作用。自電池的發(fā)明至今,由于其優(yōu)越的儲電性能及低廉的制造成本一直在電池領(lǐng)域中尤其在工業(yè)用電池領(lǐng)域占有著極大的份額。
在“十一五”期間,我國的鉛酸蓄電池的市場得到了急速的擴張,每年的產(chǎn)量平均以20%以上的速度激增,2005年我國的鉛酸蓄電池每年的產(chǎn)量達到7000多萬KVAh,而到2010年,我國的鉛酸蓄電池的年產(chǎn)量約14416.68萬KVAh,2011年,我國的鉛酸蓄電池的年產(chǎn)量約為19356.33萬KVAh, 鉛酸蓄電池實現(xiàn)總銷售收入965.15億元,同比增長了32.40%。
鉛酸蓄電池又叫做鉛酸水電池,它的電極部分是由鉛構(gòu)成的,鉛酸蓄電池的電解液則是由是硫酸溶液組成。鉛酸蓄電池的最主要的優(yōu)點是能提供穩(wěn)定的電壓、其采購的價格也相對比較的便宜,易于工業(yè)大批量的生產(chǎn),方便儲存;但鉛酸蓄電池的缺點是每Kg蓄電池自身存儲的電能比較的低、而且鉛酸蓄電池的使用壽命相對而言比較的短,并且需要頻繁的日常維護。一般傳統(tǒng)的普通鉛酸蓄電池其使用壽命多在2年左右,除此以外還需定期檢查電解液的情況, 根據(jù)電解液的消耗情況適時地添加蒸餾水。隨著科技的不斷進步,近年來新型的鉛酸蓄電池在結(jié)構(gòu)上進行了改進, 不需要頻繁的補充電解液, 或者補充電解液的形式更為簡易便捷,因此使得鉛酸蓄電池的使用壽命變得更長而且維護也更簡單了。
鉛酸蓄電池具有幾個明顯的特點: 鉛酸蓄電池的頂部有均勻分布的的塑料密封蓋,這些塑料密封蓋都可擰開, 料密封蓋上面還配備有通氣孔。這些塑料密封蓋是用來加注、檢查電解液和排放氣體的。鉛酸水電池大多應(yīng)用在三輪車、汽車、輪船和火車上,作為提供起動或安全電源。
目前工業(yè)及民用的鉛酸蓄電池主要可以分為三大類:普通蓄電池、干荷蓄電池以及免維護蓄電池。
普通蓄電池也稱做濕荷蓄電池(如下圖)。普通蓄電池是我們平時日常生活中接觸的最多的一種鉛酸蓄電池,這種電池的極板是由鉛和鉛的氧化物做成,而稀硫酸(硫酸+水溶液)則構(gòu)成了它的電解液。電池本身是在工廠里面預(yù)先裝好電池的正極和負極、填充進電解液、加蓋封裝,且在使用之前沒有充電,由客戶自行充電后才可以使用。這種普通蓄電池主要的優(yōu)點是能提供穩(wěn)定的電壓,制造成本相對比較的便宜;它的缺點是儲電能力比較低,(專業(yè)術(shù)語稱之為比能,是指每Kg蓄電池存儲的電能),且這種電池的使用壽命相對比較短,需要頻繁的進行放電充電。
干荷蓄電池又稱啟動帶荷蓄電池(如下圖)。干荷蓄電池是指在工廠里用化學(xué)的手段對正負極板進行預(yù)充電,但是不需要灌裝電解液,加蓋封裝后運到使用場所后再填充電解液,半個小時到四十分鐘后即可使用,這種電池的負極板具有很高的儲電能力,在完全干燥的情況下可以保證兩年甚至更長的時間沒有內(nèi)電損耗。
免維護蓄電池(UPS蓄電池)。這種電池也叫做不間斷供電電池,當電池正常供電的時候它會將自身的部分電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲藏在電池里;而當遇到停電的時候,它能迅速的自動切換到“逆變”的狀態(tài),將原先儲存的化學(xué)能又轉(zhuǎn)化成電能,再提供給電池內(nèi)部的逆變器,從而繼續(xù)保持供電。
目前,普通蓄電池仍然在市場上占有主導(dǎo)的份額,比如在工業(yè)中工廠使用的電力叉車的電源以及電信基站的備用電源都是適用的普通蓄電池;而在民用生活中像汽車、輪船的電源、火車動車的電源以及電動車的電源、路燈的備用電源、太陽能的儲能電源、基本也都使用的是普通蓄電池。盡管近些年出現(xiàn)了鋰電池,但由于其和普通蓄電池的制造成本完全無法比較,因此在很長一段時間內(nèi)普通的蓄電池仍在在人類活動發(fā)展中有著重要的地位。












