儲能用長(cháng)壽命LL-S閥控式鉛酸蓄電池的開(kāi)發(fā)

摘要：新開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品適合于有效利用自然能源和夜間電力的長(cháng)壽命電力儲備用閥控式鉛酸蓄電池。正極板采用耐腐蝕的板柵合金，減小了板柵的腐蝕變形，另外選用高密度的活性物質(zhì)鉛膏;為提高負極充電性能，采用石墨添加劑;新開(kāi)發(fā)的電池組在使用時(shí)可通過(guò)金屬柜結構有效地控制電池溫度上升及電池間的溫差，使循環(huán)壽命達4500次(25℃、70%放電深度)，充放電效率87%。該產(chǎn)品在相關(guān)的電力儲備系統經(jīng)過(guò)2年零6個(gè)月的實(shí)車(chē)運行試驗被確認為運行良好，實(shí)用毫無(wú)問(wèn)題。

1 前言

近年來(lái)，人們越來(lái)越重視地球變暖等問(wèn)題，在氣候變化框架條約第3次締約國會(huì )議上通過(guò)的京都議定書(shū)中具體地講述了對以二氧化碳為主的溫室效應氣體削減目標的規定。

日本國內的電力需求在工業(yè)領(lǐng)域要進(jìn)一步節能化，而在民生用的消費用電又在增加，總體來(lái)看為增加趨勢，因此，為達到削減的目標有必要采取徹底解決的辦法。另外，電力需求量均集中在白天，但總體來(lái)看電力需求為削減狀態(tài)，晝夜合二為一，電力需求差額不大。將夜間的剩余電力通過(guò)蓄電池儲存，白天用電高峰時(shí)還可使用儲能系統中的電能，這樣可減少白天的發(fā)電量，這一方法可有效地削減晝夜電負荷正?；投趸嫉呐欧帕?。消費者可將低價(jià)的夜間電力有控制地使用于白天電力消耗的高峰時(shí)刻，這樣可降低電費標準。

目前作為電池的電力儲備系統主要以鉛蓄電池為主，也有比如鈉硫電池、氧化還原電池、鋰離子電池等系統，但是對于壽命性能、成本、設置空間等均存在著(zhù)有待于進(jìn)一步研發(fā)的各種課題。

閥控式鉛酸蓄電池有價(jià)格低、使用簡(jiǎn)單、可靠性好、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，但作為實(shí)用化電力儲能用長(cháng)壽命的電池還有待再開(kāi)發(fā)。另外，近年來(lái)，太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等與蓄電池組合的使用項目倍受關(guān)注，因此說(shuō)，對長(cháng)循環(huán)壽命閥控式固定型鉛蓄電池的需求量將有所增長(cháng)。

公司現有循環(huán)壽命3000次的電池(LL系列)，這種電池有待于進(jìn)一步改良后作為儲能系統使用。電力儲備用閥控式鉛蓄電池長(cháng)壽命化的開(kāi)發(fā)已通過(guò)2001年～2003年度的獨立行政法人新能源、產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機構(NEDO)、產(chǎn)業(yè)技術(shù)實(shí)用化開(kāi)發(fā)費用贊助事業(yè)的批準，開(kāi)發(fā)研制循環(huán)壽命4500次的電池。以下報告為開(kāi)發(fā)的具體內容。

2 開(kāi)發(fā)目標

開(kāi)發(fā)目標如下：

(1)2V/1000Ah，2V/1500 Ah的大容量單體電池;

(2)循環(huán)壽命4500次(25℃環(huán)境、70%放電量);

(3)電池充放電效率87%。

3 電池的長(cháng)壽命化

閥控式固定型鉛酸蓄電池的結構示于圖1。電池槽內插有正極板、負極板、玻璃纖維限液式隔板構成的極群、稀硫酸電解液及保持多孔體的活性物質(zhì)。

固定型鉛酸蓄電池的主要用途是應急電源和UPS等備用電源，但與這一產(chǎn)品相比原有的LL型號電池(3000次循環(huán))，在正極活性物質(zhì)高密度化、負極添加劑方面有相應的改良，采用了適用于臥式結構和臥式使用的限液式隔板，使充電條件達到了最佳化等，提高了循環(huán)壽命性能。3000次循環(huán)壽命電池的壽命試驗結果示于圖2。到達壽命終止電池的解剖研討結果列于表1。

循環(huán)壽命試驗中達到3000次的電池解剖的結果顯示影響壽命的主要原因是正板柵腐蝕、變形、正極活性物質(zhì)成泥狀化、負極板的硫酸鹽化。為了提高循環(huán)壽命性能，以上述列出影響壽命性能的項目為重點(diǎn)進(jìn)行改良。