储能电池加工

1铅酸蓄电池放电原理

1.1阀控式铅酸蓄电池的基本原理阀控式铅酸蓄电池的特色在于它的密封性原理，即利用负极吸收原理，通过氧气复合循环来保证其密封性。氧气复合循环的原理是，在充电后期，正极开端分出氧气，当氧气分散到了负极被负极吸收，此刻的反响进程如下：

在上述充电进程中，氧气在正极生成，分散后在负极被吸收的进程，就是氧气复合循环。另外，负极因为活性物质过量而在氧气复合循环的用处下始终处于未充足电量状况，使氢气不能分出，即充电进程中负极只产生如下反响：

1.2阀控式铅酸蓄电池的失效机理

阀控式铅酸蓄电池失效的重要原因有以下几方面：板栅腐蚀、水损耗、板栅延伸、热失控、负极板硫酸盐化和电池电压不均等，其中最常见的失效原因是正极板腐蚀。对储能电池加工企业生产的阀控式铅酸蓄电池功能和劣化速度影响最大的是正极部分，其腐蚀速度的影响要素重要有腐蚀膜孔尺度、极化、变形、活性物质功能改变等。

2铅酸蓄电池放电特性曲线

2.1放电曲线线性段的建模

在电池储能体系中，建立电池外特性的准确模型关于有效办理电池十分关键，然而建模进程并不简单。一方面，电池的外特性受到许多要素影响；另一方面，电池的可测信息十分有限。这就使得电池建模只能运用有限的信息来描绘诸多彼此耦合要素影响的电池特性。

本文以电话站一楼第一组蓄电池为例，在恒流放电进程中，因为电池存在内阻，放电初期，电池电压快速下降；在随后较长的一段时刻内，电池电压随时刻产生近似线性改变；电池将放空时，电压随时刻产生非线性改变并快速下降，如图1所示。这一规则关于不同类型电池、不同电流的放电电压曲线是相同的。因为电池的非线性特性，因此放电电压曲线本质上是非线性的。

在较长的一段时刻内，电池电压随时刻产生近似线性改变，用直线拟合就可以取得很好的作用，然而关于抱负的润滑放电曲线，因为其非线性本质，线性段选取的越长，曲线拟合作用越差。另一方面，在实际体系中，测量的物理信号中会不可防止地掺杂干扰信号，关于具有线性规则的数据，运用的数据越多，线性拟合作用越好。本文参阅了文献[1]中的试验数据成果。

开始段的拟合规范差很小，这是因为放电初期电压曲线快速下降，与此相比噪声可以忽略不计，使得这段放电曲线近似为一条直线，这段时刻很短，暂不考虑。随着线性段选取比例的新增，拟合规范差逐步减小，而后又快速增大，大约在55%取得最小值，换言之，选取放电曲线开始的55%作为线性段是最合适的。

线性段拟合成果可用下列公式表明：

u（t）=a×t+b，tt1（1）

式中，a表明线性段斜率，b表明放电可虚拟初始电压，t1表明线性段截止时刻。

2.2放电曲线非线性段的建模

参照文献[1]中的试验成果，图1表明的是放电曲线非线性段拟合的进程，这说明放电曲线的非线性段具有指数改变规则。

放电曲线的非线性段可用下列公式表明：

u（t）=a×t+b-exp[a1（t-t1）+b1]，t＞t1（2）

式中，a和b是放电曲线线性段的拟合参数，a1和b1用于拟合放电曲线与线性段拟合成果的残差，a1由放电曲线形状决定，b1由t1时刻放电曲线与线性段拟合成果的残差决定，t1是指数项的时刻偏移，即放电曲线线性段的截止时刻。

2.3总放电曲线的建模

鉴于指数函数的特性，当tt1时，式（2）中指数项的影响很小，也就是说放电曲线的拟合曲线可以用一个一致的表达式表明：

u（t）=a×t+b-exp[a1（t-t1）+b1]，t＞0（3）

3模型验证

因为有线通讯室电话站节点四组蓄电池都以0.4C的规范进行放电，因此将本文参阅文献[2]中0.4C、100A条件下的拟合成果与实际放电成果进行比较。

采样电话站一楼第一组蓄电池数据，如表1所示。

将数据别离代入式（3）进行方程求解，得到验证数据，并与参阅值比较成果如下，u（t）与t的关系式为：

u（t）=（-1.318t）+47.874-exp[4.06（t-1.4）-2.148]，t＞0（4）

因为组端截止电压设置为43.2V，因此将u（t）=43.2代入上式即可算出，当t=2.08h时，u（t）=43.2V，即估算的组端电压抵达截止电压时的放电时刻约为2.08h，相较要求提前完成放电1.5h的规范，仍为不合格，建议整组更换，与蓄电池维护厂商给出的定见一致。

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