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            公司新聞

            松下電池在光伏發電系統中影響蓄電池壽命因素分析

            1酸分層對蓄電池壽命影響




                在光伏系統中,限制松下電池壽命的主要因素是蓄電池中的酸分層⑵。這主要是由于自然資源的隨 機性,使得應用于其中的松下電池難以得到完全的再 充,而使其長期處于欠充狀態,導致松下蓄電池酸分層 發生。酸分層通常指的是蓄電池在低過充和深度放電 時,松下電池底部酸濃度高于頂部酸濃度。極板上硫酸 濃度的不同分布將導致負極板底部硫酸鹽化,正極板腐蝕和膨脹,這些問題將導致蓄電池的使用壽命 縮短。


            ⑴都報道了類似于光伏系統中蓄電池酸分 層行為,如下所述:




            (1)在放電過程中,松下電池底部酸濃度降低速 度要比中部和頂部慢。在深度放電時,這種情況將 更加嚴重。


            (2)低過充時,松下電池頂部和底部、中部呈現 不同的硫酸濃度值(底部和中部酸濃度基本相同, 但高于頂部)這種差別程度和宥充前松下蓄電池的放電 深度、極板上硫酸含量和充電率有關(充電率越 高,酸分層越明顯)。


            (3)嚴重過充時.,發生水分解,產生氫氣和氧 氣,所逸出的氣體對松下電池頂部和中部的硫酸有一定 的攪拌作用,由于氣體到達蓄電池底部比較困難, 這種攪拌作用效果減弱。結果是蓄電池底部硫酸濃 度再次比其他部分高。一簡單的、用于描述光伏系統中蓄電池在充放 電過程中酸分層的模型如圖1所示。在該圖中,我 們假設把蓄電池分為3個部分:高『極板部分、極 板部分、低于極板部分,忽略了實際情況中各部分 硫酸濃度梯度,而認為該部分硫酸濃度相等;且認 為整個過程是連續發生而不是同步發生的。


            從該模型中,我們珂以清楚地看到,在光伏系 統中,由于蓄電池一般都處于欠充狀態,進一步擴大了松下電池底部和頂部的硫酸濃度之差,加劇了硫 酸鹽化和容量損失。




            2放電電流對蓄電池壽命影響




            從前述知,在光伏系統中,松下電池的放電電流 非常小。根據有關文獻報道,在小電流條件下形成 的PbSO4比大電流條件下形成的PbSO4氧化困難得 多。這是因為在大電流條件下形成的PbS04結晶顆 粒要比小電流條件下形成的PbSO4結晶顆粒小。根據文獻⑶所描述的PbSOq結晶核作用理論知:硫酸 鉛結晶的核只有在電解液中過飽和時才會發 生。這只右在松下電池完全充電后,活性物質中不含 PbS04!然后剛開始放電時,Pb2+濃度急劇增加, 新的核形成并按指數增加。當一定數目核形成后, IV+的飽和度太低不足以形成新的核,PbSd的核 結晶作用停止C相反,如果活性物質含有PESO* 則電解液中Ph?*的飽和度不足以形成新的核。沒有核作用下,新牛成的PbSO4結晶將以存在的 PUSO4作為其核,集聚在其周圍。許多實驗結果已 證實了這種反應機理c因此,我們可以推測,在大 電流放電時,Pb2t的濃度要比小電流下FV+增加 得快,而使前者形成更多的新核,從而使PbSR晶 體顆粒小、數目多。然而較大尺寸的PbSO,晶體溶 解困難。根據PbSO4^Pb2t ^Pb4 + ^PbO2的反應機 理,勢必影響PbSQ轉化為瑋。2的效率,減少了松下電池的容量。而目粗大的PbSQ結晶顆粒減少 r pbso4的有效而積,這樣在再充時加速了極板極 化,進一步影響了松下電池的壽命。


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