2锂电池技术
2.1锂电池的结构
锂电池是一种可充电电池,它主要依靠Li+离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。其原理图如图2所示。
2.2锂电池的优缺点分析
锂电池的优点
1)高能量密度。其体积能量密度和质量能密度分别可达450Wh/dm^3和150Wh/kg,而且还在不断提高中。
2)单体电压高,约为3.6V,充满电压时的电压一般为4.2V,终止放电电压不低于2.5V。
3)自放电率小,每月5%~10%,不到镍镉电池和镍氢电池 的一半,且没有记忆效应,循环性能优越。
4)输出功率大。
5)工作温度范围宽。可在-20℃~60℃之间正常工作。
锂电池的缺点
1)成本高。主要是正极材料LiCoO2的价格高。随着正极材料技术的不断发展,可以采用LiMn2O4、LiFePO4等为正极,从而 有望大大降低锂电池的成本。
2)必须有特殊的保护电路,以防止过充或过放。
3)与普通电池的相容性差,因为一般要用3节普通电池(3.6V) 的情况下才能用锂离子电池进行替代。
3储能系统的典型应用
对于船舶电力推进系统而言,如何减少燃油消耗、系统维护 成本、有害气体排放和增加整船的稳定性和可靠性一直是研究人员研究的重点。这当中Corvus公司技术领先其他公司,并开发出了广泛应用的AT6500储能系统。图3给出了该储能系统应用于近海支援船的系统结构图。其中储能单元公用直流母线,直流母线通过DC/AC变换环节与交流母线相联接,完成能量的传输。整个储能系统由多个AT6500模块组成即锂电池组,能够持续提供大功率输出,为船舶系统集成和设计提供一个更好的选择从而降低了系统的复杂性,减少不必要的开支。
4结束语
虽然目前储能单元的价格不菲,但是储能单元可以平抑船 舶电网功率波动提高系统的稳定性和可靠性,能够提高燃油利用率,节省燃油,减少有害气体排放。无论从经济角度还是环境角度都大有裨益。此外,随着大容量锂电池与超级电容器技术的发展,储能装置的价格必然会下降。储能单元在船舶电力推进系统中应用的前景值得期待。