幾種常見的蓄電池橫向比對分析

張民君 胡欣軼 盧民 余晨陽 王志強

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1 常見蓄電池概述

科學技術的不斷進步，我國的蓄電池技術也在發展。蓄電池作為一種儲能裝置應用于電力儲能中。UPS主要由蓄電池組、整流器、逆變器和UPS監控系統等組成。在選用蓄電池中需要根據其工作原理、特點進行選擇。根據工作方式的不同，UPS可分為后備式、在線互動式以及在線式三種。如下圖1、2、3所示。

目前，常見的蓄電池有磷酸鐵鋰蓄電池、鎳氫蓄電池、三元鋰電池，鉛酸蓄電池等。各類蓄電池能量密度、耐過充過放能力、安全性、強放電能力各不相同，其產業也迅猛發展[1]。

2 幾種蓄電池橫向對比

蓄電池一般是將電能以化學能的形式儲存在蓄電池組中,具有能量密度高,耗損小,設備穩定等優點。不同蓄電池安全性不同，其壽命也有一定的差異。表1中選取了幾種國內市場中重要的蓄電池進行對比[2]。

表1 幾種蓄電池橫向對比

3 多類型儲能電池在不同策略下的經濟效益評估

一般情況下，蓄電池的儲能系統主要分為五類：化學儲能、電化學儲能、機械儲能、電氣儲能及熱儲能。

各類的蓄電池在能量轉換效率、充放電時間、循環壽命、功率密度、能量密度、儲能成本等技術指標上存在差異。發現在實際的應用過程中，鉛酸蓄電池性價比高，安全性能好，技術成熟，缺點是能量密度低等問題；但是磷酸鐵鋰電池的一個較大缺點是受到撞擊和高溫時起火點較低，撞擊和強放電易引起熱失控而自燃。所以對磷酸鐵鋰電池的保護要求很高，以防意外并且成本高；鎳氫電池循環一般，自放電率高，滿電常溫下存儲每月自放電率30%～35%。耐高溫性能很差，盡量不要讓電池的溫度高于45度。否則壽命會很快降低，電池內阻將會增大。過度充放電對電池壽命影響很大，具有一定的危險性

鉛酸蓄電池 是化學電池中市場份額最大、使用范圍最廣的電池，特別是在起動和大型儲能等應用領域，在較長時間尚難以被其他新型電池替代。具有技術成熟、高低溫性能優異、穩定可靠、安全性高、大電流放電能力強（可達20C）資源再利用性好，采用稀硫酸作電解液，無熱失控和可燃性，電池采用常壓或低壓設計，安全性好；工作電壓較高、工作溫度范圍較寬工，適用于高倍率放電場景應用；

綜合以上考慮，對3種電池進行比對分析：

低溫強放電能力：鎳氫電池＞鉛酸蓄電池＞磷酸鐵鋰電池。

安全性：鉛酸蓄電池＞鎳氫電池（45度以上時很快劣化）＞磷酸鐵鋰電池。

在企業選擇蓄電池時，往往需要大電流放電，其對蓄電池安全性要求很高，所以經常選用鉛酸電池。

4 結束語

蓄電池是不間斷電源作為一種儲能裝置，廣泛應用于家庭、學校和工業中。目前，城市供電中的電壓波動、停電等現象仍不可避免。同時，各行各業對供電的穩定性和可靠性需求也越來越大，這使得蓄電池具有廣闊的應用前景。未來，隨著可再生能源發電比例的不斷提高和電網向智能電網的逐步轉變，蓄電池也可以作為儲能裝置，在電網中發揮雙向調節作用，這對社會發展有著重要意義。