南都蓄電池6-GFM-150F 12V150AH性能及參數(shù)

南都蓄電池與超級電容性能和應(yīng)用分析

目前,，主要的儲能裝置有兩大類，蓄電池和超級電容,；  
一,、概述 
南都蓄電池是較為傳統(tǒng)的儲能電池，按正極材料可分以下幾類：鉛酸蓄電池,、鎳氫電池,、鎳鎘電池,、鎳鋅電池,、鋰電池。技術(shù)發(fā)展到今天,，以磷酸鐵鋰為正極材料的鋰離子電池代表了當(dāng)前,、能夠大功率應(yīng)用的動力蓄電池。在汽車,、軌道車輛等方面應(yīng)用較為廣泛,。 
超級電容又叫雙電層電容器，是20世紀(jì)七八十年代發(fā)展起來的一種新型儲能裝置,，結(jié)構(gòu)上同普通電解電容非常相似,，屬于雙電層電容器。但由于采用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成了雙電層結(jié)構(gòu),，加上極小的電極間隙,，可以獲得超大的容量，可達(dá)80000F,。目前正處于快速成長期,。它具有充電時(shí)間短、使用壽命長,、溫度特性好,、節(jié)約能源和綠色環(huán)保等特點(diǎn)。 
表1：蓄電池和超級電容的特性對比 特性對比 蓄電池（鋰電池） 超級電容 能量轉(zhuǎn)換 化學(xué)能電能 電能 
內(nèi)部反應(yīng) 氧化還原化學(xué)反應(yīng) 極化電解質(zhì)的物理反應(yīng) 過程可逆性 充放電過程可逆,， 能量轉(zhuǎn)換有損耗 
充放電過程可逆 使用損耗 
化學(xué)介質(zhì)活性的降低 
負(fù)極材料鈍化使得容量衰減 充放電能量轉(zhuǎn)換損耗正極材料 使用不當(dāng)造成電解液泄漏  
內(nèi)部阻抗 充電時(shí)內(nèi)阻下降,，放電時(shí)內(nèi)阻上升 
低阻抗，根據(jù)耐壓要求可調(diào) 單體標(biāo)稱電壓 鋰電池3.0-3.7V 
1.2~1.5V左右 
受溫度影響 較大,，明顯的活性極化溫度關(guān)系 工作范圍：-25℃~+45℃ 不大,，很小的活性極化 工作范圍：-40℃-+70℃ 
充放電速度 一般充放電為1~5倍率,， 大放電可達(dá)10倍率。 充電電流越大速度越快,， 
10秒內(nèi)即能達(dá)到額定容量的95%,。 充放電時(shí)間 一次充滿電5-6小時(shí) 單體數(shù)秒 
功率密度 （W） 低 
50-200 W 高，南都蓄電池 低阻抗帶來高的功率輸出 1000-2000W 能量密度 （Wh） 高 
20~100 Wh 低,，為蓄電池的1/10,， 3-15 Wh 充放電效率 % 
＞95% 
＞95% 循環(huán)壽命，次 平均約為5000~10000次 
大倍率充放電對壽命影響較大 ＞10萬次  
荷電保持能力 存在低自放電 
幾乎不存在自放電 環(huán)保 即使采用無害化學(xué)材料,，仍然具有潛在污染 幾乎不存在化學(xué)污染 
工程使用 單體的大規(guī)模串并聯(lián) 單體的大規(guī)模并聯(lián),，采用均壓措施后可以串聯(lián)使用 使用維護(hù) 
電池密封免維護(hù) 
*免維護(hù)

 二、工程應(yīng)用的主要考量指標(biāo) 

1,、能量密度：單位重量所儲存的總能量多少,，與材料有關(guān)。綜合重量和能量密度,，就可以判斷其是否可以作為純動力源,。 
2、功率密度：單位重量在放電時(shí)可以以何種速率進(jìn)行能量輸出,，表征其放電輸出特性,。功率密度高，瞬態(tài)釋放能量高,，在高功率輸出的時(shí)候特別有用,。 
3、循環(huán)次數(shù)：充放電次數(shù),，決定了使用壽命和維護(hù)成本,。

 4、重量體積：決定了其安裝和移動性,。 
超級電容的能量密度低,，可以進(jìn)行短時(shí)短線供能，若通過多個(gè)超級電容串并聯(lián),，可以提高總能量,，但會同時(shí)帶來重量、體積的增加,。 
超級電容功率密度很高,，可以提供瞬時(shí)高峰能量吸收和輸出，特別適合車輛的起動和制動,。 
蓄電池循環(huán)壽命比超級電容低很多,，但是在能量密度上具有非常好的優(yōu)勢，特別適用于有限空間的應(yīng)用，如軌道車輛,。 
表2 關(guān)鍵工程指標(biāo)對比 
 磷酸鐵鋰鋰離子電池 雙層結(jié)構(gòu)的超級電容 
能量密度 高 低 功率密度 適中 高 循環(huán)次數(shù) 適中 高 重量體積 
適中 
大 
  
三,、工程應(yīng)用的優(yōu)缺分析

 1、南都蓄電池 
優(yōu)點(diǎn)在于： 
1）單體電壓高,、能量密度高,，適當(dāng)?shù)闹亓亢腕w積能帶來較大的能量輸出。

 2）在額定充放電倍率,，使用次數(shù)和循環(huán)壽命較長,。 3）采用了無害和環(huán)保材料，環(huán)境公害很低,。

 缺點(diǎn)在于：

1）大電流充放電特性不理想,。 
2）對過充過放耐受性差，需要精細(xì)的管理保護(hù)系統(tǒng),。 
3）受溫度影響大,，高溫下性能惡化并直接影響鋰電池的容量。 
4）具有存在爆炸的風(fēng)險(xiǎn),，如是高溫,、大電流等。需要多重保護(hù)機(jī)制,。

 5）目前價(jià)格較高  目前,，蓄電池在軌道交通上，主要作為后備和緊急電源使用,，作為主要供能裝置用于短距離的公交、有軌電車運(yùn)輸也是其新的應(yīng)用領(lǐng)域,。   
2,、超級電容 其優(yōu)點(diǎn)在于： 
1）儲存電容量大。 
2）功率密度大,，短時(shí)大功率充放電能力強(qiáng),。

 3）物理能量轉(zhuǎn)換，充放電時(shí)間短,，效率高,。 
4）充放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)50萬次，長使用壽命,，除非電流集電極被腐蝕,。

 5）具有很寬的工作溫度范圍。 
6）理論上較為安全,，電容器的高溫會導(dǎo)致電路斷路,，而不是爆炸。 其缺點(diǎn)在于： 
1）單體電壓低，能量密度低,。相比蓄電池,，在同樣容量輸出下，需要大量并串聯(lián),，必然帶來體積和重量的急劇增加,。 
2）串聯(lián)使用需要采取必要的均壓控制電路，均壓控制電路的設(shè)計(jì)直接影響中后期超級電容的影響壽命,。  目前,，超級電容典型的應(yīng)用為兩種，其一是作為能量儲存裝置,，在車輛制動過程中吸收能量,，在車輛處于加速牽引過程中釋放能量，其效率和可靠性都比傳統(tǒng)的蓄電池高,。南都蓄電池 其二作為穩(wěn)壓平衡電源,，保持在高容量的狀態(tài)，當(dāng)供電系統(tǒng)的電壓低于規(guī)定值時(shí)才開始放電,。亦可以和蓄電池進(jìn)行組合并聯(lián)使用作為啟動電源,，啟動加速時(shí)，若蓄電池限定電流不夠,，則由超 級電容彌補(bǔ)差額電流,，提高總輸出功率；制動時(shí),，發(fā)電電流超過蓄電池限定電流,，則由超級 電容吸收，達(dá)到節(jié)能的目的,。此外,，在軍事上，作為脈沖能量,。  
四,、未來技術(shù)發(fā)展的方向  電池和超級電容各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)用中各有利弊,。 
目前,，大功率動力電池上，鋰電池較受業(yè)內(nèi)歡迎,，也是目前鋰電池研發(fā)的熱點(diǎn),，并在公交車、有軌電車等低功率需求領(lǐng)域進(jìn)入應(yīng)用階段,，未來鋰電池將主要從正負(fù)極材料,、電解液、隔膜、內(nèi)部結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn),，增強(qiáng)其大功率應(yīng)用和安全性,。  超級電容的低能量密度限制了其在車輛上的應(yīng)用，未來將朝著高能量密度進(jìn)行改進(jìn),，主要是從材料入手,，提高隔膜的制造水平和電極表面積，使得能夠達(dá)到鉛酸蓄電池的能量,。  從技術(shù)發(fā)展上看,，超級電容和電池的結(jié)合體能夠集兩者的優(yōu)點(diǎn)于一身，將是新技術(shù)發(fā)展的方向,。該結(jié)合體從內(nèi)部結(jié)構(gòu)上將超級電容和蓄電池2種不同的電極組成雜化超級電容器,，亦稱為超級電池。 
超級電池實(shí)現(xiàn)了兩種儲能方式的性能互補(bǔ),，具有低成本,、高能量密度、高能量存儲,、循環(huán)使用壽命長,、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。超級電池的開發(fā)應(yīng)用成功將會帶來革命性的突破,。

一,、干涸失效模式

從閥控鉛酸蓄電池中排出氫氣、氧氣,、水蒸氣,、酸霧，都是電池失水的方式和干涸的原因,。干涸造成電池失效這一因素是閥控鉛酸蓄電池所*的,。失水的原因有四：①氣體再化合的效率低；②從電池殼體中滲出水,；③板柵腐蝕消耗水；④自放電損失水,。
（一）氣體再化合效率
氣體再化合效率與選擇浮充電壓關(guān)系很大,。電壓選擇過低，雖然氧氣析出少,，復(fù)合效率高,，但個(gè)別電池會由于長期充電不足造成負(fù)極鹽化而失效，使電池壽命縮短,。浮充電壓選擇過高,，氣體析出量增加，氣體再化合效率低，雖避免了負(fù)極失效,，但安全閥頻繁開啟,，失水多，正極板柵也有腐蝕,。影響電池壽命,。
（二）從殼體材料滲透水分
各種電池殼體材料的有關(guān)性能見下表。從表中數(shù)據(jù)看出,，ABS材料的水蒸氣滲透率較大,，但強(qiáng)度好。電池殼體的滲透率,，除取決于殼體材料種類,、性質(zhì)外，還與其壁厚,、殼體內(nèi)外間水蒸氣壓差有關(guān),。
性能材料數(shù)值水蒸汽相對滲透率（%）氧相對滲透率（%）機(jī)械強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度（Mpa）缺口沖擊強(qiáng)度（KJ·m-2）ABS16.60.3521~636.0~53PP1.00130~402.2~6.4PVC4.224.4135~5522~108
（三）板柵腐蝕
板柵腐蝕也會造成水分的消耗，其反應(yīng)為：
（四）自放電
正極自放電析出的氧氣可以在負(fù)極再化合而不于失水,，但負(fù)極析出的氫不能在正極復(fù)合,，會在電池累積，從安全閥排出而失水,，尤其是電池在較高溫度下貯存時(shí),，自放電加速。
二,、容量過早損失的失效模式
在閥控鉛酸蓄電池中使用了低銻或無銻的板柵合金,，早期容量損失常容易在如下條件發(fā)生：
①不適宜的循環(huán)條件，諸如連續(xù)高速率放電,、深放電,、充電開始時(shí)低的電流密度；
②缺乏特殊添加劑如Sb,、Sn,、H3PO4；
③低速率放電時(shí)高的活性物質(zhì)利用率,、電解液高度過剩,、極板過薄等；
④活性物質(zhì)視密度過低,，裝配壓力過低等,。

南都Narada蓄電池應(yīng)用領(lǐng)域與分類：

免維護(hù)無須補(bǔ)液； UPS不間斷電源,；

內(nèi)阻小,，大電流放電性能好,； 消防備用電源；

適應(yīng)溫度廣,； 安全防護(hù)報(bào)警系統(tǒng),；

自放電小,； 應(yīng)急照明系統(tǒng),；

使用壽命長； 電力,，郵電通信系統(tǒng),；

荷電出廠，使用方便,； 電子儀器儀表,；

安全防爆； 電動工具,電動玩具,；

特配方,，深放電恢復(fù)性能好； 便攜式電子設(shè)備,；

無游離電解液,，側(cè)倒仍能使用； 攝影器材,；

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

板柵：采用子母板柵結(jié)構(gòu)技術(shù),；

正極板：涂膏式正極板，高溫高濕4BS固化工藝,；

隔板：具有高吸附,、高穩(wěn)定性的多微孔超細(xì)玻璃纖維隔板；

電池殼體：抗沖擊,、耐震動的高強(qiáng)度ABS(可選用阻燃級) 端子密封：采用多層極柱密封技術(shù),；

安全閥：迷宮式雙層濾酸閥體結(jié)構(gòu)；

接線端子：采用嵌銅芯圓端子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),。

密封性

采用電池槽蓋,、極柱雙重密封設(shè)計(jì)，防止漏酸,，可靠的安全閥可防止外部空氣和塵埃進(jìn)入電池內(nèi)部,。

免維護(hù)

H2O再生能力強(qiáng)，密封反應(yīng)效率高,，吸附式玻璃纖維棉技術(shù)使氣體符合效率高達(dá)99，使電解液具有免維護(hù)功能,，因此電池在整個(gè)使用過程中無需補(bǔ)水或補(bǔ)酸維護(hù),。

安全可靠

正常使用下無電解液漏出,電池外殼無膨脹及破裂現(xiàn)象,，要求選擇蓄電池電壓必須與逆變器直流輸入電壓一致。例如,，12V 逆變器必須選擇12V蓄電池,。電池內(nèi)部裝有特制安全閥和防暴裝置，能有效隔離外部火花 ,，不會引起電池內(nèi)部發(fā)生,，使電池在整個(gè)使用過程中更加安全可靠。

長壽命

通過計(jì)算機(jī)精密設(shè)計(jì)的耐腐蝕鈣鉛錫等多元合金板柵,，ABS耐腐蝕材料外殼,，高強(qiáng)度緊裝配工藝，提高電池裝配緊度,，,提高電池使用壽命,，增多酸量設(shè)計(jì)，確保電池不會因電解液枯竭而導(dǎo)致電池使用壽命縮短,。

性能高

(1) 重量,、體積小，能量高,，內(nèi)阻小,，輸出功率大。

(2) 充放電性能高,。采用高純度原料和制造工藝,，自放電控制在每個(gè)月2以下，室溫(25)儲存半年以上仍可正常使用,。

(3) 恢復(fù)性能好,，在深放電或者充電器出現(xiàn)故障時(shí)，短路放置30天后,，仍可充電恢復(fù)其容量,。

(4) 無需均衡充電。由于單體電池的內(nèi)阻,、容量,、浮充電壓一致性好， 選擇高頻機(jī)必然要從三個(gè)方面進(jìn)行：性能,、價(jià)格和售后,。確保電池在浮充狀態(tài)下無需均衡充電。

南都蓄電池6-GFM-150F 12V150AH性能及參數(shù)

太陽能通信基站-南都鉛酸蓄電池組的維護(hù)與保養(yǎng)

一是要防止過充,。南都蓄電池的壽命和性能與電池內(nèi)部產(chǎn)生的熱積累密切相關(guān),，而電池內(nèi)部的熱源主要來之于內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)的功率損耗，可以簡單地看著充電電壓和充電電流的乘積,。在氧再化合反應(yīng)中,，浮充電流會增大而產(chǎn)生較多的熱量,，在恒壓充電時(shí)，浮充電流又會隨溫度上升而增大,，從而又使溫度進(jìn)一步上升,。熱失控現(xiàn)象是閥控密封蓄電池的結(jié)構(gòu)方式所造成的*現(xiàn)象。熱失控常帶來嚴(yán)重危害如電池失水,、外殼‘鼓肚子’等,，嚴(yán)重者造成電池報(bào)廢。防止過充就是要嚴(yán)格按廠家說明書提供充電電壓值?，F(xiàn)在的組合電源均可以設(shè)置,，并實(shí)現(xiàn)智能化的管理，需要注意的是先是要設(shè)置正確,，其次是未經(jīng)人員平常不可以隨便改動,。
 南都蓄電池
二是要防止充電不足。和過充正好相反,，充電不足主要是充電電壓設(shè)置偏低或過低所致,。或者是機(jī)架系統(tǒng)出現(xiàn)了問題,。
 
三是要防止過放,。放電深度與電池設(shè)計(jì)充放電循環(huán)次數(shù)（使用壽命）密切相關(guān)。例如放電深度為5％時(shí),，循環(huán)次數(shù)為10000次,，當(dāng)放電深度為50％時(shí)，循環(huán)次數(shù)只有800次,。過度放電嚴(yán)重者會造成電池?zé)o法再激活到佳狀態(tài),，甚報(bào)廢。不同的放電速率其放電時(shí)間和終止電壓是不同的,，所放出的有效容量也是不同的,，并且受到環(huán)境溫度的影響。這里不再列表及繪制有關(guān)曲線,，不同廠家的電池說明書中是給出了的,。維護(hù)人員應(yīng)該予以關(guān)注，并嚴(yán)格按有關(guān)數(shù)據(jù)在監(jiān)控單元中設(shè)定,，不得隨便更改?，F(xiàn)在機(jī)架電源廠家都設(shè)計(jì)有電池下電功能，即當(dāng)電池放電設(shè)定的終止電壓時(shí),，通過監(jiān)控指令自動切斷電池放電回路,。更有廠家考慮到監(jiān)控單元因故（視其工作電源而定）無法檢測到電池終止電壓或無法發(fā)出指令時(shí)另設(shè)備份強(qiáng)制切斷電路。因此維護(hù)人員還應(yīng)在巡檢中關(guān)注這些硬件電路的可靠性,，予以檢查與維護(hù),。
 
四是控制環(huán)境溫度,。電池溫度升高時(shí)，電解液活動加劇,，電池內(nèi)阻減小，其浮充電流增大導(dǎo)致導(dǎo)電元件腐蝕加劇,，壽命減少,；反之，電解液活動減弱,，電池內(nèi)阻加大,，電池對負(fù)載的放電能力則減弱。所以,，對電池溫度的監(jiān)測和環(huán)境溫度的控制與并保持是十分必要的,。同時(shí)還必須對充電電壓進(jìn)行溫度補(bǔ)償，南都蓄電池以避免高溫下的過充和低溫下的欠充,。大多數(shù)使用VRLA電池組的地方,，都把環(huán)境溫度控制在25度左右，加速壽命試驗(yàn)表明,，環(huán)境溫度升高10度,，又不對充電電壓進(jìn)行調(diào)整，其電池使用壽命將縮短一半,。
 
五是要及時(shí)更換故障電池,。由于每一個(gè)單體的工藝差異，長期浮充下可能逐度漸‘落后’,，因此在監(jiān)控單元中會有定期對電池組進(jìn)行均充的管理功能,，以期激活這一落后單體，使之不再落后,。但經(jīng)常落后,，終可能變成故障電池。我們可以用多種方法來判定其是否己病入膏肓,，如對其單進(jìn)行容量試驗(yàn)?zāi)隙茧姵?,，或在線測試其內(nèi)阻值等。關(guān)鍵是要及時(shí)更換故障電池,，這樣對電池組的可用性乃整組壽命是非常重要的,。
 
六是建議定期進(jìn)行電池組的容量測試和放電試驗(yàn)。容量測試是為了對電池組進(jìn)行體檢,，當(dāng)然工作量較大,，但從需要和可能性考慮，建議有條件時(shí)進(jìn)行抽樣試驗(yàn)還是必要的,。