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高性能镁基电池供电综合解决方案(二)
点击数:862次  来源: Admin   更新时间:2014-09-02

四、高性能镁基电池与常见蓄电池性能指标对比

 

 

 

 注1:高性能镁基电池的70℃为测试极限温度,为保证电池稳定工作,建议正常工作温度上限为65℃

五、镁基电池放电特性与检测报告

六、高性能镁基电池的应用场景
                 由于高性能镁基电池具有宽温适应、大容量、轻重量、小体积、长寿命、维护简便的多种优势,将会在多个行业、多种领域得到广泛应用。
电网行业:
      1、 高性能镁基电池应用于智能电网储能装置
随着社会经济的不断发展,能源需求总量随之不断增加,同时全社会环保意识持续提高,促使光伏发电和风力发电等清洁能源成为电力供应未来趋势。光伏发电和风力发电等清洁能源虽然在环保方面具有无可比拟的优势,但由于太阳辐射强度的昼夜区别以及风力能量的连续变化特点,光伏发电和风力发电在稳定持续输出电力方面处于劣势,需用通过先进的电力储能技术帮助光伏发电和风力发电克服这一弱点。
目前电力储能技术处于多种解决方案并存的局面,其中采用先进的电池技术建造大型电力储能装置由于其不受外界自然条件限制的优点受到广泛关注。基于电池技术的电力储能装置目前主要采用全钒液流电池、钠硫电池、磷酸铁锂电池等为主要部件,由于技术条件的限制,上述三种电池均存在不同的弱点。
全钒液流电池用于储能装置时主要弱点为能量密度低,与常见铅酸蓄电池的指标差距很小;实际建造时占地面积大,导致建设成本上升;环境温度适应性较差,需要将工作温度控制在5℃―45℃范围内,超过此范围则需要对其工作温度进行控制调整。
钠硫电池用于储能装置时主要弱点是为了保持熔融液态电极的状态,必须保持工作温度处于300℃—350℃之间;同时由于钠作为化学性质活泼的金属,以其为原材料的电池产品存在一定的爆炸风险。
磷酸铁锂电池应用于储能装置时其主要弱点为工作温度适应性存在一定的不足,尤其是低温性能。虽然制造商标示其工作温度范围为-20℃—75℃,实际使用中磷酸铁锂电池由于制造工艺中振实密度与压实密度很低,导致电池的能量密度较低,低温性能较差,即使将其纳米化和碳包覆也没有解决这一问题。根据美国阿贡国家实验室储能系统中心对磷酸铁锂电池测试结果表明,磷酸铁锂电池在低温下(0℃以下)无法使电动汽车行驶。制造商宣称磷酸铁锂电池在低温下容量保持率还不错,其前提条件是放电电流较小和放电截止电压很低。在这种前提条件下,用电设备根本无法启动工作。
从以上分析可以看出,高性能镁基电池由于其优异的特性,相对上述三种电池具有突出的性能优势,应用于智能电网储能装置将会有非常广阔的前景。
 2、 高性能镁基电池应用于电力应急抢险野外作业
近年来随着全球气候变化频繁导致自然灾害的发生,每次自然灾害发生时,电网公司都需要组织应急抢险救灾行动。在救灾行动过程中,大量野外救灾装备需要稳定的野外电源提供电力供应,同时,为了保证应急抢险救灾的顺利开展,保障各项救灾工作的有序进行,部署在救灾现场的应急指挥调度系统也需要稳定可靠的电源。西安金源电气股份有限公司充分考虑到电力应急抢险救灾的需求,结合高性能镁基电池的技术优势,研制了专业服务于应急抢险救灾行动的野外电源系统。
应急抢险救灾行动由于要求快速到达、快速部署、快速行动,要求部署于抢险救灾现场的野外电源系统必须具备体积小、重量轻、供电能力强、可靠稳定的特点,常见的应急电源车搭载发电机后,可以提供较大的输出功率,但是应急电源车使用受到地形环境的限制,往往无法直接抵达需要电源供应的作业现场。因此适合单人携带或作业小组依靠人力搬运的小型野外电源系统成为作业现场不可缺少的重要工具。
建立在高性能镁基电池性能优势基础上的小型野外电源系统产品,大大缩小了产品体积和重量,采用单晶硅太阳能电池板作为现场补能装置,可以在野外环境下长时间坚持作业,为各项工器具提供稳定可靠的能源供应。同时,系统提供了快速市电充电接口,随时可利用市电进行快速充电,以弥补环境限制制约电源系统的补能充电不足。
部署于救灾现场的应急指挥调度系统建立在现代无线通信的技术基础之上,由指挥中心和前端各种任务设备组成,任务设备的各项功能实现均有赖于稳定可靠的电池供电支持。由于现场环境条件多变,各种极端气象环境严重制约了传统电池的使用效能。采用高性能镁基电池作为应急指挥调度系统的能源供应部件,可以充分发挥高性能镁基电池的技术特点及性能优势,大大提升应急指挥调度系统整体工作的效能,保证能够“联得上、叫得通、用的久、无盲点”,为应急抢险救灾行动提供有力的技术保障,指导救灾行动的有序开展。
3、 高性能镁基电池应用于电网输电线路巡检无人机
随着智能电网建设的开展,各种应用于输电线路巡检的新技术不断涌现,其中无人机电力巡线技术的快速发展引人瞩目。无人机电力巡线系统是一个复杂的集航空、电力、电子、气象、遥测遥感、通信、地理信息(GIS)、图像识别、信息处理的一体系统,涉及飞行控制技术、机体稳定控制技术、数据链通信技术、现代导航技术、机载遥测遥感技术、快速对焦摄像技术以及故障诊断等多个高尖技术领域。
实际应用中,电力巡线无人机多采用电池作为动力源,为无人机提供飞行动力和机载任务设备供电。无人机电池动力源的技术水平决定了无人机在执行电力巡线任务时的任务完成率。目前电动力无人机多采用锂聚合物电池作为动力源,锂聚合物电池在实际应用中,和高性能镁基电池同样具有容量大、重量轻、体积小、放电能力强等优点,但是其温度适应性较差,在-20℃的环境温度下,锂聚合物电池将无法进行充放电,基本处于失效状态。加之锂聚合物电池与锂离子电池一样,由于锂金属材料化学性质非常活跃,在电池外部短路、内部短路、过充电的情况下,有爆炸燃烧的风险。因此锂聚合物电池应用于电力巡线无人机时,这两项缺陷极大的限制了无人机性能的发挥,制约了无人机使用的范围。
针对上述锂聚合物电池应用于电力巡线无人机的性能弱点,如采用高性能镁基电池作为电力巡线无人机的动力源,在具备容量大、重量轻、体积小、放电能力强的特点同时,完美解决了低温环境适应性的问题,彻底规避了电池爆炸起火的风险。
国内某用户所研制的无人机,采用高性能镁基电池作为动力源,顺利通过了极低温的寒区实际环境测试,在黑龙江塔河县接受了-43℃的环境考验,顺利通过了定型实验,在实验中唯一通过了极低温寒区测试,获得了定型小组专家们的一致好评。

 

见电池性能对比表


 
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