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铅酸蓄电池-概述铅酸蓄电池-概述高速率操作的单元设计N·马莱希茨，印第安纳州 用于未来汽车的铅酸电池 铅酸设计对进一步高级高倍率应用的展望铅酸电池行业经常面临对其未来的挑战。许多人都表示铅酸电池没有未来，但这并不是什么新鲜事，尽管几十年来对该行业消亡的预测，铅酸电池仍然是世界上最大的电池储能业务。 话虽如此，同样明显的是，应用程序要求的变化比以往任何时候都快，要求也越来越高。锂离子等其他技术正在取得巨大进步，给铅酸电池行业带来重大威胁。人们强烈要求铅酸蓄电池行业进行创新，不要失去其强大的竞争地位。 然而，尽管做出了所有努力，我们将看到其他技术在新应用领域中占据能量存储业务的份额，在这些领域中，铅酸技术由于电化学系统的固有局限性而无法竞争，即使研发正在突破界限。 因此，铅酸的进一步先进和未来应用领域是什么？很明显，铅酸电池技术将在汽车行业的基本应用中占有主要份额，作为启动的 12 V 电池，以及用于微型混合动力车。锂离子改善了冷曲柄性，但在这方面仍达不到铅酸技术的性能，锂离子价格有所下降，但将始终高于铅酸。在更先进的汽车应用中，铅酸在48 V电网市场中占有一席之地的机会有限。ALABC的一些示范工作显示了铅酸电池的良好性能，但这将是一场艰难的战斗，必须进行大量研究才能实现这一目标。 在汽车领域，镍氢和锂离子电池技术很好地涵盖了汽车领域电压高于48的所有产品，因此，铅酸电池技术在此类应用中的机会有限。 在工业电池业务中，这不是本书的范围，但值得顺便提一下，所谓的网络电源业务对动力快速充电和可再生能源存储的需求是未来铅酸电池非常有吸引力的应用。与汽车行业一样，锂离子电池也已进入市场，将成为强大而有力的竞争对手。与汽车一样，锂离子的价格仍然明显更高，但会及时下降，因此铅酸行业需要创新。 从主要应用于汽车行业的碳的工作中学习，提高动态充电接受能力并将其应用于工业电池技术肯定是加强地位的有效和高效方法。 总的来说，对碳物质和木质素磺酸盐等添加剂的进一步研究为进一步提高铅酸电池的高速性能提供了最大的机会。最后但重要的是，双极概念或螺旋缠绕设计等新电池设计技术可以显著改善铅酸电池行业对其客户的报价。 H2SO4 电解质——铅酸电池中的一种活性物质杰奇科·巴甫洛夫 温度对铅酸蓄电池性能的影响铅酸电池在非常宽的温度范围内工作，介于HSO水溶液的凝固点和接近沸腾的温度之间。在此温度范围内运行时，它们不需要任何特殊的温度控制。这是铅酸电池相对于所有其他电化学电源的一大优势。但是，这并不适用于所有类型的铅酸电池。24 温度对铅酸电池单元的水分损失有很强的影响，不同的电池类型有不同的影响。富液电池可以在整个温度范围内安全运行，无需温度控制。阀控式密封铅酸另一方面，电池无法应对高温造成的大量水分损失。在高温区域内操作时，它们需要严格控制电池中的温度，以避免热失控. 温度不仅影响电化学反应的速率，还影响正极板的腐蚀过程，两种板上活性物质的软化和最终脱落，负极板的硫酸化过程等。 铅酸电池中的一些现象与温度有关，因此可能会限制电池的寿命，本章将进一步讨论。 汽车应用中铅酸电池的标准和测试T.希尔德布兰特 过度充电/耗水量/腐蚀铅酸电池在电压和温度不足的条件下充电。因此，每个电池制造商都会根据电池温度提供最佳充电电压。任一方向的偏差都会导致电池退化。如果电压不够高，电池将无法充满电，并遇到硫酸盐化和酸分层问题。如果电压过高，电解液会分解，铅成分会腐蚀。这两种情况都会限制电池的寿命，但第二种情况大多被认为是最关键的，因为低电解质水平和腐蚀的铅成分可能导致充电气体的内部点燃导致故障。为了确保在电池的正常寿命期间不会发生这些影响，大多数文件中都包含过充电、耗水量和腐蚀要求测试和测试程序。 能量转换易卜拉欣·丁塞尔，优素福·比塞尔 铅酸蓄电池铅酸电池作为工业各个领域的电源已经服务了一个世纪。它们已作为阀门调节铅酸电池 （VRLA） 用于密封结构，用于一些有利可图的电动汽车。在二次电池中，这种类型是最古老的类型[43]。铅和氧化铅分别是负极和正极，以硫酸为电解质，它们比其他类型便宜。这类电力存储系统中不完整的SOC问题是插电式车辆的限制因素。在铅酸电池中，温升不如镍氢和锂离子电池高，因此热运行不如其他类型的电池组重要[47]。铅酸电池遇到严重的问题，例如其庞大的电池组，这会降低电动汽车的性能。 智能电网储能巴拉苏布拉马尼亚·平南古迪 铅酸电池铅酸电池是一项成熟的技术，因为它们自 19 世纪后期就已经存在。它们的高性能成本低，易于回收，并且易于充电。铅酸电池的卡通描绘如图4.13所示。它们的效率相对较高，约为80-90%（IEC市场战略委员会，2011）。但是，当高功率放电时，它们的可用容量会降低。因此，铅酸电池的放电深度有限。它们的典型循环寿命约为 1500 次循环，放电深度为 80%（IEC 市场战略委员会，2011 年）。
铅酸蓄电池有不同类型的，包括通风设计和免维护阀控式铅酸蓄电池。铅酸蓄电池由于其低成本和相对较长的使用寿命（超过15年）而得到了相对广泛的部署，并且铅酸电池设计仍有进步，这可能使它们成为更可行的能源管理选择。铅酸电池的一个缺点是它们依赖于危险和受限制的铅。此外，它们的体积能量密度相对较低，这使得它们的部署对于能源管理应用有些不切实际，因此它们主要用于电源应用。 太阳能混合系统和储能系统Ahmet Aktaş， Yağmur Kirçiçek， 铅酸（Pb）电池铅酸蓄电池拥有最古老、最成熟的技术。它是一种低成本的首动电池，通过将负铅和正二氧化铅电极放入硫酸电解质中而产生。根据使用目的，电极中的板数增加或减少，或者改变其尺寸。典型铅酸蓄电池的部件和一般外观如图5.2所示。铅酸电池的能量密度低，为25-35 Wh / kg，尽管它已经经历了多年的发展。但是，功率密度高达150 W / kg。铅酸电池受其低温的影响。环境温度低于10°C时，能量和功率密度均严重下降[10，11]。
图5.3显示了终端电压的曲线图，取决于放电的典型铅酸电池的电池充电率。在通常接受的 2 V 铅酸电池中，实际电压相对于电解质密度在 2.05 至 2.15 V/电池之间。每节电池的电压值通过取2 V [11]来计算。
光伏系统中的电池大卫·斯皮尔斯 板式用于光伏系统的铅酸电池具有以下类型的极板之一：
图3说明了这两种板类型。
铅酸蓄电池的回收概念R.D.普伦加曼，A.H.米尔扎 电池铅酸电池是铅的主要市场。先进铅酸电池联盟（ALABC）一直致力于开发和推广可持续市场的铅基电池，如混合动力汽车（HEV）、启停汽车系统和电网规模的储能应用。十多年来，ALABC一直致力于在负极板上添加碳，以延长电池的使用寿命并提高铅酸电池的动态充电接受度。它已经在市场上开始出现的新一代铅碳（LC）电池中展示了该技术。2013年，美国能源部（DOE）资助的项目ALABC证明，由澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）和日本古河电池首次开发的UltraBattery以本田思域HEV中的12-V SuperHybrid LC电池的形式上市。ALABC还致力于开发轻度混合动力的48V LC电池版本，以提供25%的燃油经济性。福特汽车公司正在与ALABC一起参与先进柴油电动动力总成项目（ADEPT），该项目将首次在柴油车辆中应用“智能电气化”的低压概念[46]。 在过去十年中，铅酸电池市场持续增长，用于增强的固定应用，如智能电网频率调节设施和（不间断电源）UPS系统。ALABC还开发了先进的VRLA设计，例如用于深循环应用的吸收式玻璃毡（AGM）电池。这些进步使铅酸电池能够满足不断增长的储能需求，特别是可再生能源。全球先进铅酸电池的装机容量预计将从77年的2013兆瓦增长到5044年的2020兆瓦[47]。
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