电池应用大全：快速了解各类电池性能及其应用细分场景

2019-06-06 16:07

卫星电池

现在，锂离子电池是卫星的首选电池，它重量轻，充电方便，经久耐用，循环良好，它的自放电低，几乎不需要维护。

“好奇号”火星探测器使用了特殊设计的锂镍氧化物电池（LiNiCo），形成了8S2P结构（8个电池串联，2个并联），只有部分充电和放电才能延长寿命。美国国家航空航天局预计锂离子电池可以使用7年，循环寿命为3．7万次，而国防部的锂离子电池使用寿命只有40％到60％。NASA实验室揭示，寿命的终止与阳极SEI层的生长、阴极材料的损耗、导电路径的损耗、金属锂的电镀和电解质氧化有关。据了解，大型的140Ah锂离子电池正在研发中，其使用寿命有望长达18年。

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“好奇号”火星探测器

固定电池

对于储能电池的选择不应该只基于价格。总的来看，铅酸电池适合只需要偶尔排放的工作，液流电池和钠硫电池适用于需要集中放电的大型系统，而锂离子电池则适用于每天多次快速充电且放电时间短的中小型系统。

从传统来看，固定电池是铅酸电池。因为对于电池的尺寸和重量要求不是十分严格，当很少放电时，铅酸电池有限的循环次数不会造成问题。

暴露于高温和低温以及需要深度循环的应用程序通常使用镍镉电池。这种电池比铅酸电池更坚固，但成本大约是铅酸电池的四倍。镍镉电池是唯一一种可以在最小压力下快速充电的电池。

除此之外还有锂离子电池。锂离子电池具有许多优点，但在低温下性能不如镍镉和铅酸电池。另一种正在回归固定使用的电池是镍铁电池。发明家托马斯·爱迪生（Thomas Edison）曾为电动汽车推广镍铁电池，但由于成本高、自放电率高，镍铁最终输给了铅酸电池。现在对于这种电池的改进消除了其部分缺陷，它的超强耐用性重新引起了人们的兴趣。

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电动汽车锂电池

储能系统（电网蓄电池）

风能和太阳能等可再生能源不能提供稳定的能源流，也不总是与用户需求相协调。因此大型储能系统（ESS）需要为其提供无缝服务。

近几年来，储能系统（ESS）从煤炭和石油转向可再生资源的增长势头很强劲。据估计，到2021年，仅南非的ESS装机容量就将达到1500MWh。其中应用的电化学电池有液流电池、锂离子电池、铅酸电池等。

由于锂离子电池占地面积小、维护成本低、使用寿命长、负载均衡，因此很多储能电站正逐渐向锂离子电池发展。锂离子不会像铅酸一样因周期性地充满电而发生硫酸化，锂离子电池还具有重量轻、便于在偏远地区安装的优点。而它的缺点也是显而易见的，那就是价格高、低温性能差，价格问题目前已经大幅度下降了，未来几年还会继续下降，但低温性能差仍待解决，因为无法在冰点以下充电。

电池管理系统（BMS）将电池的电量保持在50％左右，以吸收大风带来的能量，满足高负载需求。现代的BMS可以在不到一秒的时间内从充电切换到放电。这有助于稳定输电线路上的电压，也称为频率调节。

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