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双登磷酸铁锂蓄电池在变电站的安全性分析

发布时间:2019-10-08  浏览:71次  字号:  

双登磷酸铁锂蓄电池是以磷酸铁锂作为电池的正极,由铝箔与电池正极连接,中间是聚合物的隔膜,把电池正极与负极隔开,锂离子可以通过而电子则不能通过;以碳或石墨作为电池负极,由铜箔与电池的负极连接。电池内部充有电解液,外部由金属外壳密闭封装。磷酸铁锂电池在安全性上相对锂锰电池及锂镍电池已有极大的提高,但是不具备在变电站进行浮充应用的条件。

制约高容量锂离子电池在变电站等安全性要求高的场合推广使用的重要因素是其在过热、过充、过放、短路、振动、挤压等条件下会出现着火、爆炸乃至人员受伤等。双登蓄电池集团技术部在对锂离子电池的过充试验中表明,在过充条件下负极由锂离子的嵌入反应变成锂金属在负极表面的沉积,溶剂被氧化,金属锂与溶剂随着电池温度的升高发生反应着火,并伴随着电解液的分解,产生爆炸条件。

双登磷酸铁锂蓄电池在变电站通常安装在专用的电池室内,应用环境较好,不会出现过热、振动、挤压、短接电池的情况,因此其应用安全性的关键在于不能出现过充及过放。

变电站电池组是由多节单体电池串联组成,单体之间的不一致性会导致在充电过程中各单体的充电电压存在差距,如果没有进行任何的均衡措施,单体之间的差异逐渐增大,最终导致个别单体过充、温度过高等故障,造成整组电池使用寿命缩减,甚至报废爆炸等。

电池管理系统理论上可以解决磷酸铁锂电池在浮充应用条件下过充电问题,但是实际上目前主流的电池管理系统厂家都是采用电阻放电来避免过充,在长期浮充条件下,电池管理系统长时间处于发热状态,反而成为一个巨大的安全隐患。

本文对双登磷酸铁锂蓄电池进行充电控制,在电池充满电的情况下进行热备份,既能避免磷酸铁锂电池过充电,同时又保障磷酸铁锂电池履行后备电源的职责,在交流失电的情况下无缝对直流负载供电。

锂离子电池应用领域主要是电子器件如相机、手机、笔记本电脑等电池容量较小的场合,对于电动汽车、变电站等大容量高电压等级的场合,需要将成百上千电池串并联后应用,则发生安全问题的概率会增加,且对电池的一致性及电池管理系统的要求更高。

大容量磷酸铁锂电池的应用仍处于起步阶段,市场上已成规模化生产的单体容量为50AH,也可以定制100AH及以上更大容量的电池,但是单体容量越大,安全系数越低。变电站按规程设计单体电池模块容量一般是在300AH以上,与直接用300AH以上单体串联应用以及18650或者26650电芯串并联应用相比,采用性能相对稳定的单体容量为50AH的电池进行串并联组合的拓扑结构,具有更高的安全性。
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