其他电池种类

6.1 碱性电池

碱性电池由氧化还原反应组成,其中阳极是锌(通常也是外壳),电解质由 NaOH 或 KOH 浆料组成。半反应为:


在该类电池中,如果存在一摩尔锌和两摩尔MnO2,则Zn是其中的限量反应物。

6.2 镍镉电池

虽然铅酸电池无疑是光伏系统中最常用的电池,但在某些光伏应用中,镍镉电池在生命周期/成本基础上可能具有成本效益。镍镉电池由镍(或氢氧化物)正极和氢氧化镉负极组成。它们通常密封配置用于小型家用电器,但较大的通风或密封电池也可用于光伏应用。镍镉电池具有以下几个优点。

使用寿命长,储存期长。在镍镉电池中,正极和负极发生氧化和还原反应。材料不会像铅酸电池那样进入电解质,然后重新镀到电极上。这意味着活性材料不会从极板上脱落,并且不会发生类似于铅酸电池硫酸盐化的过程。由于这些过程会缩短铅酸电池的使用寿命,因此镍镉电池的使用寿命更长。此外,与铅酸电池相比,镍镉电池中的电解质对电池部件的腐蚀性较小,这也延长了使用寿命。

可以完全放电。镍镉电池可以完全放电而不损坏电池。

可以过度充电。镍镉电池对过度充电不太敏感,从而降低了充电期间的要求。由于这些电池具有完全放电的能力、对过度充电的耐受性以及充电方式,在某些情况下可以取消电池调节器。

对温度的敏感性降低。由于电解质成分在充电或放电过程中不会发生变化,因此镍镉电池在低电量时不会像铅酸电池那样更容易冻结。因此,镍镉电池对较低温度不太敏感,可耐受 -50°C 的温度。此外,镍镉电池的寿命不像铅酸电池那样受高温操作的影响很大。

保养要求低。由于镍镉电池释放的腐蚀性元素较少且气体产生较少,因此需要较少的保养。

然而,它们也有许多缺点。一些缺点包括:

费用。镍镉电池的价格通常至少是铅酸电池的两倍。然而,部分成本可以通过完全放电的能力、消除对超大电池的需要以及可能消除调节器来抵消。因此,在不重要的应用中,可以使用镍镉电池,假设它们每晚几乎完全放电。然而,如果在充电周期期间遇到阴天,则无法提供电力。因此镍镉电池只能用于非关键负载。

效率较低。镍镉电池的库仑效率较低(75% 至 85%),总体效率也较低(60% 至 75%)。

记忆效应。一些镍镉电池可能需要完全放电,以防止“记忆”发展,以及随后无法(在正常放电周期中)放电至低于过去所经历的水平。消除这种影响需要缓慢、完整的放电/充电周期。

 

镍镉电池的另一个特点是充电和放电时的电压曲线相对恒定。虽然这在放电中是一个优点,因为电压在 10% 和 80% 放电之间保持相对恒定,但在充电中是一个缺点,因为电压不能很好地指示电池的充电状态,因此确定 SOC 更加困难。

6.3 全钒氧化还原液流电池

氧化还原液流电池利用溶液中两种价态之间的还原氧化,而不是通过改变成分,从而改变电极上固体材料的价态。液流电池由两种溶液组成,溶液被选择性膜隔开,选择性膜允许某些离子通过,但不允许其他离子通过。将两种溶液被泵送到渗透膜上,允许 xxxx。

与固体电池相比,液流电池具有多种潜在优势。在运输应用中尤其重要的一个关键优点是,只需抽出未带电的溶液并用带电的溶液替换该溶液即可对电池进行再充电。这消除了潜在的较长充电时间,例如电动汽车中遇到的情况。更换该解决方案可以让电动汽车以与汽车加油相同的方式充电。另一个优点是电池的容量由溶液的体积决定,而电池的功率则由两种溶液之间的膜接触面积决定。

新南威尔士大学开发的钒-钒氧化还原液流电池是一种特别有前途的液流电池。它由钒的两种状态组成。其具有高效率,库仑效率为97%,能量效率为87%。另外,由于电池中的两种溶液(阳极和阴极)均使用钒,两种溶液之间的交叉污染可能会使电池放电,但不会对电池造成损坏。