儲(chǔ)能電池的類型和選型

儲(chǔ)能市場(chǎng)的火爆已經(jīng)可以預(yù)見(jiàn)，“儲(chǔ)能”顧名思義，就是將電能儲(chǔ)存起來(lái)，儲(chǔ)存電能就需要一種介質(zhì)或容器，而電池就正是把電能儲(chǔ)存起來(lái)的容器。

一般在光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)中主要用到兩大類的電池，即鉛酸類電池和鋰電池。

鉛酸電池

鉛酸電池是用鉛和二氧化鉛(PbO?)作為電池負(fù)極和正極的活性物質(zhì)，以稀硫酸為電解質(zhì)的化學(xué)儲(chǔ)能裝置，實(shí)際上就是通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能和化學(xué)能之間相互轉(zhuǎn)化；它是各類儲(chǔ)能系統(tǒng)、應(yīng)急供電、軟/黑啟動(dòng)裝置的首選化學(xué)電源。

一個(gè)單格鉛酸電池的標(biāo)稱電壓是2.0V，能放電到1.5V，能充電到2.4V；在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常是以6個(gè)單格串聯(lián)起來(lái)、組成標(biāo)稱電壓是12V的鉛酸電池模塊，再在12V的基礎(chǔ)上通過(guò)恰當(dāng)?shù)拇?，獲得系統(tǒng)接受的電壓值（如48V、96V），實(shí)現(xiàn)正常的充放工作。

鉛酸電池的主要構(gòu)成包括：正負(fù)極柱，極板，隔板，電解液，容器等。因?yàn)殡姵啬K中有大量化學(xué)溶液，所以一般比較重。

鉛酸類電池主要有一般富液型鉛酸電池、膠體免維護(hù)（太陽(yáng)能專用）鉛酸電池、鉛炭電池等幾種。在實(shí)際使用中，膠體電池和鉛碳電池的比例越來(lái)大。膠體電池的過(guò)放電、自恢復(fù)能力和低溫充放性能都更優(yōu)一些；鉛炭電池由于在電解液中加了碳(石墨烯)，阻止了負(fù)極硫酸鹽化現(xiàn)象，改善了電池易失效的問(wèn)題，從而使電池的使用壽命大大提升。

鋰電池

鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金作為正/負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池；主要分為鋰金屬電池和鋰離子電池。一般說(shuō)的鋰電池指的是鋰離子電池，它是二次電池，就是可以支持充放。鋰離子電池使用鋰合金金屬氧化物作為正極材料、石墨作為負(fù)極材料，鋰離子電池儲(chǔ)存鋰的主體就是負(fù)極材料，它對(duì)電池的充放電效率、循環(huán)次數(shù)等性能起到關(guān)鍵作用。

鋰離子電池根據(jù)正極材料的不同主要分為鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、鎳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池等。

在實(shí)際的儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用中，使用更多的是磷酸鐵鋰電池。磷酸鐵鋰離子電池一般被認(rèn)為不含任何重金屬與稀有金屬，是無(wú)毒、無(wú)污染的綠色環(huán)保電池。它使用磷酸鐵鋰（LiFePO4）作為正極材料，碳作為負(fù)極材料，單體額定電壓為3.2V，充電截止電壓約為3.6V~3.65V；通過(guò)串并實(shí)現(xiàn)所要求的電壓和容量。

BMS（電池管理系統(tǒng)）在鋰電池中起著至關(guān)重要的作用，它通過(guò)管理、控制和保護(hù)電池組來(lái)確保電池的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。

BMS的主要功能如下

單體電池電壓采集：BMS實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組中每個(gè)單體電池的電壓，以確保電壓在規(guī)定范圍內(nèi)。

單體電池溫度采集：BMS通過(guò)溫度傳感器采集每個(gè)單體電池的溫度，以防止電池過(guò)熱。

電池組電流檢測(cè)：BMS實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組的總電流，防止電池過(guò)載或短路。

電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)：BMS監(jiān)測(cè)電池組的運(yùn)行狀態(tài)，包括電池的電量、充電狀態(tài)等。

故障診斷：BMS對(duì)電池組進(jìn)行故障診斷，一旦檢測(cè)到異常，立即采取相應(yīng)的保護(hù)措施。

安全保護(hù)：BMS通過(guò)過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)、短路保護(hù)等措施，確保電池組的安全運(yùn)行。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：BMS將電池組的運(yùn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中，方便用戶查詢和分析。

通信功能：BMS可通過(guò)無(wú)線通信模塊與服務(wù)器端連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。

鉛酸電池or鋰電池

首先，蓄電池在儲(chǔ)能系統(tǒng)中占比重高，對(duì)于同時(shí)支持鉛酸電池和鋰電池的儲(chǔ)能逆變器而言，選擇哪個(gè)，取決于投資意愿、項(xiàng)目類型、項(xiàng)目所在地、質(zhì)保要求等。

鉛酸電池價(jià)格相對(duì)較便宜，性價(jià)比高，維修養(yǎng)護(hù)方便，稍微修補(bǔ)，便可繼續(xù)使用，同時(shí)它的低溫放電能力較好，在寒冷氣候下仍然可以保持一定的電量供應(yīng)，安全性較好，在收到外界沖擊時(shí)不容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或爆炸。但是它也有一些缺點(diǎn)，例如體積重量大，占用空間多，增加車輛負(fù)擔(dān)，電池容量有限，續(xù)航里程較短，壽命較短，一般在深充深放400次以內(nèi)，壽命在兩到三年左右，產(chǎn)生的重金屬容易造成環(huán)境污染。

鋰電池體積小，重量輕，能量密度大，壽命長(zhǎng)，同時(shí)平均壽命大概是4年左右，比鉛酸電池壽命要高出1.5倍左右，充放電超過(guò)500次。它也有一些缺點(diǎn)，例如制作成本高，價(jià)格大概是鉛酸電池的三倍左右，基本沒(méi)有回收價(jià)值不可循環(huán)利用，同時(shí)它的低溫性能較差，在寒冷氣候下續(xù)航能力會(huì)大幅下降，安全性一般，當(dāng)遇到刺穿或者猛烈撞擊會(huì)爆炸、自燃。

總的來(lái)說(shuō)，鉛酸電池和鋰電池各有其特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。在未來(lái)的發(fā)展中，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的不斷變化，這兩種電池的應(yīng)用前景都十分廣闊。因此，我們應(yīng)該充分了解和利用它們各自的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)電池技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展。

審核編輯：湯梓紅