CN106410304A - 适用于储能场景匹配铅炭电池的欠充循环制式 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于储能场景匹配铅炭电池的欠充循环制式，由若干个大循环，每3个大循环为一个周期，其具体步骤如下：常温25℃，对电池容量检测合格，调整最大荷电态至80%C10；重复若干个周期后，当蓄电池容量低于10h率额定容量的60%时，记录循环次数，再次试验确认仍低于60%时结束试验，最后100次循环不计入大循环次数之内。本发明一方面能够使电池循环寿命达到最佳的性价比；另一方面能够有效的避免电池过充从而有效的避免了负极板硫酸盐化、正板栅腐蚀以及电池失水，保证了电池性价比达到最大。

Description

适用于储能场景匹配铅炭电池的欠充循环制式
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池领域，特别涉及一种适用于储能场景匹配铅炭电池的欠充循环制式，适用于储能场景下的削峰填谷、油机+电池等的应用。
背景技术
近年来，全球储能市场蓬勃发展，作为能量转换与储存的关键部件，储能电池在新能源应用中占据了越来越重要的地位，并成为制约整个储能产业发展的最重要因素。
在现有的储能应用环境中铅酸蓄电池得到了广泛应用，现有的铅酸蓄电池主要采用了AGM技术，该技术具有安全性好、成本低、技术成熟等优点，在储能领域具有一定的优势，但PSoC下有限的循环寿命限制了其进一步发展。
铅炭电池是一种电容型铅酸电池，是从传统的铅酸电池演进出来的技术，它是在铅酸电池的负极中加入了活性炭，能够显著提高铅酸电池的寿命。近年发展起来的铅炭技术改善了铅酸蓄电池负极硫酸盐化问题，大幅提高电池循环寿命至3000次左右(60%DOD)，但当循环寿命要求提高到5000次时，正极活性物质软化和板栅腐蚀问题成为电池失效的主要原因。除了最直接的材料本身和电池结构设计有关外，经过多年的研究和试验发现，还有一个最为关键的因素，电池循环制式。可以毫不夸张的说，电池的循环制式占了这些因素的50%以上，目前行业中正常使用的制式一般为100%-40%（即满荷电态的循环），小循环大循环充电电压均为2.35V/只，该制式的缺陷是充电量无法控制,容易使电池过充，引起电池正板栅腐蚀、电池失水等一些列不良影响，此外还无法满足储能行业的快充快放要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种延长电池使用寿命的适用于储能场景匹配铅炭电池的欠充循环制式。
实现本发明目的的技术方案是：一种适用于储能场景匹配铅炭电池的欠充循环制式，由若干个大循环，3个大循环为一个周期，每个大循环由200个小循环、1次补充电容量和1次容量检测组成；其具体步骤如下：
A、常温25℃，对电池C10容量检测合格，以0.2C10A放电1h，调整最大荷电态为80%；
B、重复200个小循环后以恒压2.32V/cell限流0.3～0.35C10充电12h，然后进行10hr容量检测, 至此作为一个大循环；
C、每循环3个大循环后，总充电量在上一周期的基础上增加0.4%；
D、重复A～D步骤，当蓄电池容量低于10h率额定容量的60%时，记录循环次数，再次试验确认仍低于60%时结束试验，最后100次循环不计入大循环次数之内。
上述技术方案所述步骤B中，小循环的具体步骤如下：
a、以0.3C10A放电2h；
b、恒压2.32V/cell限流0.3C10A充电至总充电量达放电量的102%。
上述技术方案所述步骤B中，10hr容量检测的具体步骤为：
1）0.1C放电至1.8V/cell，
2）以2.32V/cell限流0.2C充电，控制总充电量为104%。
上述技术方案所述小循环欠充电池深度为20%，小循环放电深度保持在60%，即80%-20%之间循环。
上述技术方案所述小循环充电量与放电量之比始终维持102%。
采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：
（1）本发明一方面能够使电池循环寿命达到最佳的性价比；另一方面能够有效的避免电池过充从而有效的避免了负极板硫酸盐化、正板栅腐蚀以及电池失水，保证了电池性价比达到最大。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中图1为三种循环制式的寿命曲线图。
具体实施方式
（实施例1）
本发明包括以下设备：
金帆设备一台：其型号为：12V150Ah；
铅碳电池18只：型号为LLC-300Ah，每种方法6只；
测试环境：保持常温25℃条件；
在金帆设备上设计好参数进行测试。
本发明的技术方案（放电深度在80%～20%之间循环）如下：
1）对电池C10容量检测合格，以0.2C10A放电1h，调整最大荷电态为80%；
2）以0.3C10A放电2h；
3）恒压2.32V/只限流0.3C10A充电至总充电量达放电量的102%；
4）重复2～3步骤200次，循环200次结束后以2.32V/只限流0.3C10充电12h；
5）C10容量检测（终止电压平均1.80V/单体），放电结束后以2.32V/只限流0.15C10A充电16h；
6）每循环3个大循环（600次）后，总充电量在上一个周期的基础上增加0.4%；
7）重复1～6步骤，当蓄电池容量低于10h率额定容量的60%时，记录循环次数，再次试验确认仍低于60%时结束试验，最后100次循环不计入大循环次数之内。
对比方案：放电深度在90%～30%之间循环
1）对电池C10容量检测合格，以0.2C10A放电0.5h（调整为90%荷电态）；
2）以0.2C10A放电3h；
3）恒压2.35V/只限流0.2C10A充电3h10min；
4）重复2～3步骤100次，循环100次结束后以2.35V/只限流0.2C10充电12h；
5）C10容量检测（终止电压平均1.80V/单体），放电结束后以2.35V/只限流0.15C10A充电16h；
7）重复1～6步骤，当蓄电池容量低于10h率额定容量的60%时，记录循环次数，再次试验确认仍低于60%时结束试验，最后100次循环不计入大循环次数之内。
对比方案2：放电深度在100%～40%之间循环（目前铅酸蓄电池的使用方案）
1）对电池C10容量检测合格；
2）以0.2C10A放电3h；
3）恒压2.35V/只限流0.2C10A充电6h；
4）重复2～3步骤100次，循环100次结束后以2.35V/只限流0.2C10充电12h；
5）C10容量检测（终止电压平均1.80V/单体），放电结束后以2.35V/只限流0.15C10A充电16h；
7）重复1～6步骤，当蓄电池容量低于10h率额定容量的60%时，记录循环次数，再次试验确认仍低于60%时结束试验，最后100次循环不计入大循环次数之内。
如图1，从上述试验结果可以说明，采用本发明循环制式，能够将60%DOD循环次数提高至少2000次以上。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用于储能场景匹配铅炭电池的欠充循环制式，其特征在于：由若干个大循环，每3个大循环为一个周期，每个大循环由200个小循环、1次补充电容量和1次容量检测组成；其具体步骤如下：
A、常温25℃，对电池C10容量检测合格，以0.2C10A放电1h，调整最大荷电态为80%；
B、重复200个小循环后以恒压2.32V/cell限流0.3～0.35C10充电12h，然后进行10hr容量检测，至此作为一个大循环；
C、每循环3个大循环后，总充电量在上一周期的基础上增加0.4%；
D、重复A～D步骤，当蓄电池容量低于10h率额定容量的60%时，记录循环次数，再次试验确认仍低于60%时结束试验，最后100次循环不计入大循环次数之内。
2.根据权利要求1所述的适用于储能场景匹配铅炭电池的欠充循环制式，其特征在于：所述步骤B中，小循环的具体步骤如下：
a、以0.3C10A放电2h；
b、恒压2.36V/cell限流0.3C10A充电至总充电量达放电量的102%。
3.根据权利要求1所述的适用于储能场景匹配铅炭电池的欠充循环制式，其特征在于：所述步骤B中，10hr容量检测的具体步骤为：
1）0.1C放电至1.8V/cell，
2）以2.32V/cell限流0.2C充电，控制总充电量为104%。
4.根据权利要求2所述的适用于储能场景匹配铅炭电池的欠充循环制式，其特征在于：所述小循环欠充电池深度为20%，小循环放电深度保持在60%，即80%-20%之间循环。
5.根据权利要求2所述的适用于储能场景匹配铅炭电池的欠充循环制式，其特征在于：所述小循环充电量与放电量之比始终维持102%。
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