基于交流注入法的大容量铅碳电池内阻测量

电池内阻是判断电池健康程度和放电能力的重要参数,而目前针对大容量铅碳电池内阻检测方面的相关研究较少,因此提出一种大容量铅碳电池的交流注入检测法。首先对铅碳电池等效电路模型进行推导分析;其次应用Simulink软件建立检测系统仿真模型,验证其电阻检测过程,仿真结果与被测铅碳电池内阻一致,说明该检测系统方案可行;最后采用新威高性能电池检测系统作为标准检测仪器进行对比测试验证,达到实际应用要求。该测试方法对大容量铅碳电池内阻的检测具有一定的借鉴作用。

N、P/RC@Pb复合材料在铅碳电池负极中的应用

为改善铅碳混合不均和负极析氢的问题,以D418大孔螯合磷酸树脂为碳源,制备出与Pb复合的N、P掺杂碳材料(N、P/RC@Pb)。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对复合材料进行表征,对添加N、P/RC@Pb复合材料的负极板和铅碳电池进行了研究。结果表明:Pb均匀分布在树脂碳表面,以Pb复合物的形式与树脂碳紧密结合。线性伏安(LSV)测试表明:N、P/RC@Pb的添加能有效抑制析氢反应(HER),在-0.46 V下1%N、P/RC@Pb电极板拥有最小的析氢电流(-0.087 A/cm^(2)),更接近空白组(-0.053 A/cm^(2))。在电池循环测试中,添加1%N、P/RC@Pb的模拟电池的循环寿命为1834次,而空白电池循环寿命为837次。在容量测试中,含量为1%的N、P/RC@Pb的电池容量为241.0 mAh,较空白电池(157.8 mAh)提升了53%。N、P/RC@Pb复合材料制备方法简单,价格低廉,改善了铅碳混合不均问题,有效抑制了碳上的析氢反应,在铅碳电池中具有潜在的应用前景。

长循环寿命、高能量密度的铅碳电池构建与研究

随着科技的不断进步,新能源电池技术迎来突破和创新,各种新能源电池不断问世。但是,各种新能源电池在面对新的使用要求时都表现出了一定的不足与缺陷。长循环寿命、高能量密度的铅碳电池具有极大的发展空间,也有着更高的安全性、稳定性和经济性,研究攻关和应用推广此项技术及产品是我国实施新能源战略的主要方向。文章总结了国内铅酸电池的发展情况,分析长循环寿命高能量密度铅酸电池的关键技术问题,并对新型铅酸电池未来的发展做了展望。

基于双铅碳电池储能系统的微电网优化运行控制策略

针对风力、光伏发电与电动汽车充电波动性威胁微电网安全运行问题,基于对铅碳电池全生命周期内吞吐电量与充放电深度关系的研究,提出了基于双电池储能系统(DBESS)运行平衡度指标控制的充放电模式切换路径优化策略,以及基于铅碳电池最佳充放电深度的DBESS充放电控制策略。利用包含风光发电、双铅碳电池储能系统、锂离子电动汽车充电和常规负荷的实测运行数据,对上述控制策略与传统控制策略的计算结果进行了对比分析,结果表明所提出的控制策略不仅可以达到优化DBESS充放电路径的目的,最大限度拓展DBESS可用容量,还可打破DBESS始末荷电状态一致的限制,提高储能系统使用灵活性。最后以DBESS充放电饱和能力指标及充放电稳定性指标为评价标准,验证了所提出控制策略的合理性和有效性。

原位合成壳聚糖复合炭材料及其在铅碳电池中的应用

以壳聚糖、氧化铅为原料,利用原位合成方法,制备复合炭材料。通过X射线粉末衍射仪、扫描电镜和电子能谱仪、比表面仪、拉曼光谱仪等方法对复合炭材料进行表征,结果表明:壳聚糖为碳源的复合炭材料具有非晶态结构,孔径分布集中在5~10nm,比表面积高达487.4m2/g,适合作为Pb-C电池负极材料使用;将原位合成壳聚糖复合炭材料或者炭黑材料与析氢抑制剂、黏结剂、膨胀剂等电池添加剂混合成涂膏,分别组装成Pb-C模拟电池,利用电化学测量技术和电池性能测试系统评价Pb-C电池电化学性能,结果表明:以原位合成壳聚糖复合炭材料作为负极材料制成的Pb-C电池负极板,比以炭黑为碳源制备的负极材料具有更好的电化学性能,电阻较小,其循环伏安测试的比电容为162.9F/g,首次放电平台更长,最终容量达到108.72mAh/g,壳聚糖为碳源时比容量为理论比容量的98%,且10000次循环几乎没有衰减。

铅碳电池储能技术

储能技术在太阳能、风能等可再生能源发电、智能电网/微网建设等方面有着广阔的应用前景。铅酸电池具有价格低、较高电压、性能稳定、宽工作温度范围等优势,占据着固定储能市场的主导地位。但在智能电网、混合动力车的实际应用中,电池必须在不同的充电状态下操作,特别是在高倍率部分荷电模式。在这种操作模式下,硫酸盐沉积物积聚在电极表面,限制了铅酸电池的容量和循环寿命。铅碳电池是由铅酸电池和超级电容器组合形成的新型储能装置,它抑制了放电过程中负极板表面硫酸盐的不均匀分布和充电时较早的析氢现象,具有铅酸电池高能量和超级电容器高功率的优点,在部分荷电态大功率充放电状态具有较高的循环寿命,适合高倍率循环和瞬间脉冲放电等工作状态。本文介绍了铅碳电池的基本概念及原理,并对铅碳电池储能技术的发展历程和现状进行了总结。

原位合成铅碳电池负极复合材料及其电化学性能研究

采用剑麻纤维、导电剂、粘结剂、膨胀剂、析氢抑制剂等为原料,利用原位合成的方法,制备了铅碳电池负极复合材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射谱(XRD)、比表面吸附法(BET)、拉曼光谱(RM)等对其形貌、相结构、孔径、石墨化程度进行表征和分析。同时把负极复合材料与电池添加剂混合成涂膏,组装成Pb-C模拟电池,利用电化学测量技术,对Pb-C模拟电池进行循环伏安曲线、电化学交流阻抗谱测试,以评价原位合成负极复合材料实际应用的可能性及其潜在价值,结果表明,以原位合成剑麻纤维为碳源的负极复合材料制成的负极板,具有更好的电化学性能,具有更小的电阻,其循环伏安测试的比电容为0.523F/g。

基于油茶果壳的C/ZnO复合材料制备及其在铅碳电池中的应用

铅碳电池是一种新型的铅酸蓄电池,在一定程度上,铅碳电池可以抑制高倍率部分电荷状态(HRPSoC)下,负极出现的不可逆硫酸盐化现象。但由于碳材料的加入,铅碳电池会出现析氢等问题,另外如何进一步抑制负极不可逆硫酸盐化,仍然是铅碳电池面临的问题。通过溶胶-凝胶法制备油茶果壳C/ZnO复合材料,利用XRD、SEM、BET、EDS、电化学测量技术等手段对复合材料进行表征分析,结果表明,ZnO成功包覆在碳材料表面,由此获得Zn(Ac)2∶油茶果壳碳材料的最佳质量比为1∶5.69,在该质量比下,油茶果壳结构得到较好的保留,比表面积为152.04 m2/g,添加C/ZnO复合材料的负极材料的比电容为5.25 F/g、电极电阻为0.22498Ω。组装模拟铅碳电池,进行首次充放电、循环寿命测试,质量比为1∶5.69的油茶果壳C/ZnO复合材料相较于物理研磨对照样品材料电化学性能更好,其首次放电容量为177.6 mA·h/g,在250次循环后,容量保持率为64.3%。这表明,在负极材料中加入油茶果壳C/ZnO复合材料,能够有效抑制铅碳电池负极不可逆硫酸盐化和析氢现象。

铅碳电池研究进展

铅碳电池是一种与传统铅酸蓄电池有区别的新型电池,铅膏中加入活性碳材料使铅碳电池具有更快的充放电速度和更大的比容量。铅碳电池也没有普通阀控式铅酸电池负极硫酸盐化的问题。综述了近年来铅碳电池的研究进展,对铅碳电池未来的技术发展进行了展望。

铅碳电池关键材料研究进展

铅酸电池极板活性物质比表面积低,在部分荷电态高倍率充放电的条件下负极易硫酸盐化而失效,铅碳电池是将高比表面积、高电导率的碳材料引入铅酸电池的负极活性物质中,抑制硫酸铅晶体的粗化。因此,铅碳电池具有充放电性能好、循环寿命长等优势,但碳材料析氢过电位低,导致析氢反应加剧,且密度远低于铅,导致和膏不均匀。随着碳材料的增多,负极板强度降低。大电流充放电和深放电循环均会造成正极活性物质结构破坏,进而加剧正极板栅的腐蚀。在Pb-Ca合金板栅中引入Sn、Al、Ce等金属形成多元合金板栅提高板栅的机械强度,增加抗腐蚀性和导电性,改善循环性能。从铅碳电池的结构、分类着手,重点总结了负极活性碳材料的作用机理和特点以及新型耐腐蚀正极板栅材料近年来的发展。

基于二阶电路的铅碳电池模型与实验研究

铅碳电池改善了铅酸电池不能高倍率充放电的缺点,是一种新型储能电池。本文在介绍铅碳电池基本工作原理的基础上,搭建了采用新威电池测试系统的实验平台,对额定容量为300 Ah的某型铅碳电池进行了恒流充放电、脉冲充放电等实验测试。通过在一阶电路模型增加并联RC环节,建立了电池的二阶等效电路模型,根据测得的实验数据,采用Matlab拟合工具,计算了二阶电路模型中的各个元件参数,完成了电池仿真电路模型的搭建。计算了电池模型的仿真充放电的电池输出端电压,并与实际电池数据进行对比,验证了该模型的准确性。本文为后续串联电池成组的性能研究打下了基础。

铅碳电池失效模式分析

此文对铅碳电池进行HRPSo C循环测试和常规循环测试,分析并研究了铅碳电池在不同工作模式下的失效模式,以及造成电池失效的主要原因。结果表明,铅碳电池具有良好的大电流充放电能力和突出的循环寿命优势。正极板失效,包括正极板栅腐蚀和正极铅膏泥化,是铅碳电池在循环测试中寿命终止的主要原因。

铅碳电池充放电性能研究及失效分析

对铅碳电池和普通电池进行大电流放电性能测试、充电接受能力测试、高倍率部分荷电态(HRPSo C)循环测试和常规循环测试,分析铅碳电池和普通电池在不同工作模式下的失效模式,研究在不同工作模式下造成电池失效的主要原因。结果表明:铅碳电池具有良好的大电流充放电能力和突出的循环寿命优势;正极板失效,包括正极板栅腐蚀和正极铅膏泥化,是铅碳电池在循环测试中寿命终止的主要原因。

“铅碳”电池在储能应用方向的概析

本论文首先较为系统地介绍了"铅碳"电池的三种形式,分析了每种形式"铅碳"电池的优缺点.其次,对储能的应用进行了概述,特别是在可再生能源发电领域.最后,结合国内外最新进展,对"铅碳"电池在电力系统储能领域的应用进行了展望.

炭热原位合成In2O3(Bi2O3)/剑麻纤维基碳复合材料及在铅碳电池中的应用研究

利用炭热原位合成制备了Bi2O3、In2O32种不同的析氢抑制剂/剑麻纤维基碳复合材料,利用XRD,SEM,EDS、N2吸附-脱附曲线等方法对碳复合材料进行表征。结果表明,复合材料结晶程度均较好,剑麻纤维基碳材料表面可以观测到大量嵌入到纤维内部的析氢抑制剂微粒,且分布均匀。将制备的碳复合材料与电池辅剂进行混合,制备成铅碳电池负极材料。电化学测试结果表明,In2O3/剑麻纤维基碳复合材料制备的负极材料具有更长的循环寿命以及更好的电化学性能,其最终容量可达到102.25 mAh/g,循环150次后比容量占最初比容量的79.8%。

铅酸电池负极加碳后循环性能

通过将高比表面积电化学活性碳和石墨加入到铅酸电池的负极活性物质中,制备成新型铅碳负极,研究其在高倍率部分荷电状态(HRPSOC)下的循环性能。采用激光粒度仪、扫描电镜(SEM)、充放电机分别对材料和电池进行表征和测试。结果表明:碳的加入极大地提高于电池在高倍率部分荷电态下工作的循环寿命,其中以石墨和活性的性能碳混合加入时循环性能最好,循环次数达到85402次。SEM结果表明:碳材料的加入能有效抑制铅酸电池负极在大电流放电时的不可逆硫酸盐化。

电动车用铅碳与纯铅蓄电池新技术的发展

简要介绍了电动车用铅碳与纯铅蓄电池新技术、新工艺及其主要技术特性,为我国纯电动车电池技术的发展提供一些思路。

基于新型智能铅酸铅碳电池的储能系统在通信基站和数据中心场景的应用

在碳达峰、碳中和的国家战略大背景下,国际国内储能技术和市场迅速升温。本文分析比较了几种主要电化学储能技术的特点和关注点,重点介绍了一种兼具高安全性、可循环利用、适配多场景和低度电成本的新型智能铅酸铅炭电池技术,并对该技术在通信基站和数据中心场景的储能应用案例进行了分析和解读。

铅炭电池研发中存在的问题

论述了铅碳电池完整的制造过程,将含量为2%的碳黑添加到负极活性物质中,利用SEM、XRD、BET等分析手段对碳材料、化成后参照电池负极活性物质和铅碳电池负极活性物质进行了表征,对铅碳电池进行了容量性能测试、充电接受能力测试和循环寿命测试。研究发现铅碳电池的研发中存在诸多问题,本文总结了铅碳电池中存在的问题,并提出了相应的解决办法。

铅碳负极中铅在碳表面的电沉积研究

研究了铅碳负极中铅在炭黑、活性炭、石墨表面的电沉积情况,采用扫描电子显微镜法(SEM)、X射线衍射光谱法(XRD)对碳及负极活性物质(NAM)进行表征分析。研究结果表明,铅能沉积在三种碳的表面,碳的微观结构影响沉积铅的形貌,并影响铅碳负极的性能。