全沉积型铅酸液流电池电极材料研究进展

全沉积型铅酸液流电池是以可溶性二价铅离子在有机酸中的电沉积/溶解反应为充放电基础的新型储能装置。归纳了全沉积型铅酸液流电池电极的功能和性能要求,介绍了电极材料的研究进展情况。分析得到了当前最具应用前景的电极材料是碳素类和泡沫材料类,尤其是石墨毡和碳泡沫电极表面的改性研究是液流电池的一个重要研究方向。     

全沉积型铅酸液流电池充放电特性研究

以石墨毡、泡沫镍为电极材料,以甲基磺酸和甲基磺酸铅溶液为电解液组成全沉积型铅酸液流电池。研究了铅酸液流电池的充放电特性及电极材料、电极表面处理和电解液浓度对电池充放电特性的影响规律。结果表明:恒流充电过程中充电电压基本不变,恒流放电过程中出现两个比较明显的放电电压平台;随着Pb2+浓度的增加,电池的充电电压逐渐降低,大电压恒流放电时间也随之增加,但小电压恒流放电时间反而减小,表现出更好的充放电性能。在泡沫镍电极上镀钛能够起到保护电极的作用,延长放电时间,提高电池的充放电性能。     

全沉积型铅酸液流电池充放电性能研究

以石墨毡、石墨布、泡沫镍为电极材料,以甲基磺酸和甲基磺酸铅溶液为电解液,以木质素磺酸钠为添加剂组成新型的全沉积型铅酸液流电池体系。研究了铅酸液流电池的充放电特性及电极材料和电解液浓度对电池充放电特性的影响规律。结果表明:恒流充电过程中,充电电压先逐渐减小而后又逐渐增大,电池具有较好的放电性能;以石墨毡为正负极的电池具有较好的充放电特性;随着Pb2+浓度的增加,电池的充电电压逐渐降低,H+浓度为0.1 mol/L时,既能满足较高的Pb2+浓度的相对比,又能满足良好的导电性。     

全沉积型铅酸液流电池概况

液流储能电池通常以可溶的离子作电池正负极的氧化还原电对,为防止可溶离子的相互干扰,必须使用离子交换膜。这就带来诸多问题:理想的高化学稳定性和高离子传导性的离子交换膜难于得到,离子膜的使用使成本增加、系统复杂、能量转化效率低等等。介绍了一种无离子交换膜液流电池———全沉积型铅酸液流电池。这种电池以甲基磺酸铅(II)作电解质,充电时分别在正负极沉积金属铅和二氧化铅,放电时沉积物转化回原来的基质,无需使用离子交换膜,能够解决存在于传统液流电池中的问题。     

泡沫铅对VRLA电池性能的影响

以泡沫铜为基体,采用电沉积铅制备泡沫铅板栅,并将其作为阎控密封铅酸电池的负极集流体,组装成负极限容的实验电池.对实验电池进行了充放电性能测试,结果表明:在20h、10 h、5 h和2 h率放电情况下,泡沫铅电池与铸造板栅电池相比,质量比容量分别提高了23%、36%、35%和44%,活性物质利用率分别提高了5.03%、9.86%、8.79%和9.60%.     

2.5kW全钒液流电池的建模与仿真

介绍了全钒液流电池(VRB)的化学反应原理以及组成部分,分析并确定影响钒电池充放电的主要因素,建立了2.5kW钒电池的电化学模型和机械模型。利用Matlab仿真,在恒流充放电的条件下,得到钒电池运行过程中的电堆电压和电池功率曲线,研究了电池充放电过程中的流量参数优化。该模型较好地反映了钒电池的充放电特性,可为钒电池的操作运行以及能量优化提供工程指导。     

全沉积型铅酸液流电池性能研究

本文研究了全沉积型铅酸液流电池的充放电特性,分析了充放电制度、Pb2＋浓度对电池充放电特性的影响规律。结果表明：在恒流充放电时电压比较稳定,随着充放电次数的增加,平均充电电压基本不变,而平均放电电压逐渐增大,能量效率也随之增大;随着放电电流密度的增大,放电电压和放电时间逐渐减小,而且电流密度过大或过小均导致库仑效率不高,经小电流循环充放电对电池激活后,再以较大电流充放电能显著提高电池的能量效率;随着Pb＋2浓度的增加,电池的最大充电电压逐渐降低,放电电压逐渐增大,而且放电时间延长,表现出更好的充放电性能。     

典型蓄电池的建模与荷电状态估算的对比研究

研究不同蓄电池荷电状态(state of charge,SOC)的变化特征有助于在实际应用过程中对蓄电池类型进行选择。基于铅酸电池、磷酸铁锂电池、全钒液流电池3种典型蓄电池模型,采用电池容量修正过的改进安时计量法和改进安时-卡尔曼预测法(Ah-Kal法),对各电池在不同充放电模式下,用MATLAB软件编程得到两种估算方法下的SOC变化曲线。通过SOC对比曲线可以发现铅酸电池的自放电较严重,循环寿命短;磷酸铁锂电池可迅速提供大功率;而全钒液流电池适合作为长期大容量储能支持。同时,改进安时计量法和Ah-Kal的估算结果基本相同,验证了Ah-Kal法的正确性。     

基于可溶性铅(Ⅱ)离子电解液的铅酸液流电池

使用恒流充放电方法研究了电流密度、负极集流体材料(石墨、紫铜和镍)及电解液中甲基磺酸浓度对铅酸液流电池充放电性能的影响.结果表明:大电流密度下工作时由于极化作用,电池的性能下降较大;使用紫铜为负极集流体的电池性能较高;随电解液中甲基磺酸浓度的增加电池的库仑效率轻微下降,电压效率小幅上升.     

全沉积型铅酸液流电池的充放电性能研究

本文中,笔者研究了H~+浓度、Pb~(2+)浓度和放电电流对全沉积型铅酸液流电池的充放电性能影响。结果表明:在相同的充放电制度下,随着H~+浓度的增加,电池的平均电压效率增大,而平均容量效率和能量效率减小;Pb~(2+)浓度的影响呈相反的趋势;随着放电电流的增大,电池的平均容量效率逐渐增大,平均电压效率逐渐减小,但放电电流对容量效率的影响要大于电压效率,导致能量效率随放电电流的增大而增大。     

全铬液流电池的电性能研究

介绍了以铬元素体系为基础制备的液流铬电池。用铬酸酐和硫酸配制正极电解液,以硫酸铬和硫酸配制负极电解液,并对实验室液流全铬电池进行了充放电实验。结果表明,全铬液流电池容量大约是传统Fe-Cr液流电池的6倍。对不同表面特性的碳棒电极进行了实验,表明热处理工艺并不能提高碳棒电极上电化学反应的可逆性,而经过重铬酸钾处理的碳棒电极不但电化学反应的可逆性有一定程度提高,而且在充放电过程中腐蚀程度显著降低。     

千瓦级全钒液流电池组并联系统性能评估

液流电池在可再生能源发电出力及微网、智能电网建设等方面有着广阔的应用。随着液流电池应用的越来越广泛,全钒液流电池(Vanadium Flow Battery,VRB)在整个生命周期中的性能评估显得尤为重要。在理论基础上研制了千瓦级全钒液流电池组,在工作过程中对电堆进行热成像处理,分析电池组的工艺性能。在不同电流密度下进行并联充放电试验,分析了电流密度对电池组充放电性能及效率的影响。试验结果及分析对千瓦级液流电池的实际设计及应用有一定的参考价值。     

基于BP神经网络的SOC估计及铅酸蓄电池特性

蓄电池特性是影响电动汽车充电时间和续驶里程的主要因素,针对应用较普遍的铅酸蓄电池展开研究具有重要意义。基于阻容等效电路建立了铅酸蓄电池充放电模型,通过不同倍率的充放电实验获得了模型参数与电池荷电状态(SOC)的关系式。采用BP型神经网络模型对铅酸蓄电池SOC进行估计,在Matlab环境下基于SOC神经网络模型对铅酸蓄电池充放电过程进行仿真研究。仿真结果表明铅酸蓄电池模型可以真实地模拟充放电特性,仿真结果与实验结果的平均误差为2.5%。     

基于试验的铅酸电池充放电特性模型的建立

采用恒流放电试验采集数据,通过拟合方法建立了电动汽车铅酸电池充放电特性的数学模型,并对该模型进行验证,取得了满意的结果,为铅酸电池充放电特性的研究提供了依据。     

铅炭电池的性能及其在电力储能中的应用

铅炭电池是在铅酸电池的负极以不同方式加入具有双电层电容特性的炭,将铅酸电池的比能量优势和超级电容器大容量充放电的优点融合在一起的新型电池。铅炭电池具有高倍率充放电、浅充放状态下循环寿命长等优势,而这一优势正好与通过储能来平滑可再生能源输出、电网调频的功率需求相吻合。铅炭电池成本为150~200美元/（kW·h）,是目前相对经济可行的电力储能技术路线之一。铅炭电池储能系统在光伏输出功率平滑和削峰填谷、风电输出功率平滑、电网调频示范项目中的成功应用,说明铅炭电池在电力储能方面具有很好的应用前景。     

卷绕式铅布电池初步试验

进行了卷绕式编织铅布电池初步试验 ,并对铅布的一些物理性能、金相和耐腐蚀性能进行了测试。结果表明铅布耐腐蚀性能较好 ,电池的充放电结果说明编织铅布可能用于卷绕式铅酸蓄电池。     

基于LIN总线的阀控式铅酸蓄电池管理系统设计

电池管理系统作为电动汽车重要的组成部件之一,被广泛地用于汽车电池组管理中,来确保电池的高性能、高可靠性和高稳定性.电池管理系统能够保护电池免受破坏,预测电池寿命以及在电池工作的情况下维护和保养电池.由于铅酸蓄电池充放电过程的复杂性和非线性,采用非线性最小二乘法回归得到电池的初始荷电状态.针对阀控式铅酸蓄电池,设计了基于...     

全钒氧化还原液流储能电堆

采用高密度石墨板为集流板,质子交换膜为隔膜,多孔碳材料为电极,组装成全钒氧化还原液流电池,研究了不同质子交换膜、多孔碳材料和电解液的流量对电池性能的影响,用15个单电池组装成了全钒氧化还原液流储能电堆,电堆的电极和隔膜的有效面积均为546 cm2,并对电堆的充放电性能进行测试和表征.结果表明,以PVDF-g-PSSA膜为隔膜,聚丙烯腈石墨毡为电极的全钒氧化还原液流储能电堆充放电可逆性能好,能量效率随着充放电电流密度增加而减小,电流密度在40 mA/cm2左右时,能量效率高达82.3%,电堆的库仑效率随电流密度增加而增加,电流密度超过1 00 mA/cm2时,库仑效率可达94.5%.     

能源互联网背景下标准创新推动铅酸蓄电池产业发展

依据对能源互联网的发展预期,以及后备电源和储能电源的现行标准,首先,探讨了铅酸蓄电池在能源互联网背景下的可行应用;通过对我国铅酸电池制造业及其标准体系的分析,并且对锂离子电池、钠硫电池、全钒液流电池、超级电容、铅炭电池和卷绕式铅酸蓄电池的优、缺点总结,该文指出了铅酸蓄电池在能源互联网时代的不足,同时提出通过标准创新推动技术进步和行业发展的可行路径。     

单液流锌镍电池能量损失与效率初步研究

介绍了一种新型的单液流锌镍电池,研究分析了单液流锌镍电池充放电过程中能量损失的原因,该电池能量损失由电池自身充放电过程中形成的内部能量损失和由循环泵形成的外部能量损失组成。通过对300 Ah单液流锌镍电池不同恒流充放电模式的实验数据和结果的分析,实验结果反映单液流锌镍电池能量效率与系统效率的特性,表明改变恒流充放电电流可减少该电池的能量损失和提高系统效率,该电池系统效率存在进一步优化的空间。