中國儲能網訊：5月19日至21日，“第八屆中國國際儲能大會”在深圳隆重召開， 來自中國、美國、德國、英國、加拿大、西班牙、日本、韓國、澳大利亞等國和地區(qū)1500余位政府機構、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會。
瑞達集團衡陽瑞達電源有限公司技術中心研發(fā)經理熊鮮明在儲能電站專場，發(fā)表了題為“儲能技術及其產品的研究”的精彩演講。
演講內容如下：
熊鮮明：各位來賓上午好！我今天跟大家分享一下鉛炭電池的制作過程，另外介紹一下我們公司的OPZV電池的應用狀況。
關于鉛碳電池，我們首先要講的是炭材料，炭材料不僅用鉛酸電池，還應用于鋰電池、液流電池。我們知道炭原子6位的，它有S軌道和P軌道，它出來的有SP3、SP2結構等等，所以就有表現出來會有比較硬的金剛石、石墨、石墨烯，還有碳黑等等。
這是不同形態(tài)炭材料的SEM圖，我們看到石墨、乙炔黑、活性炭、球形石墨、異形石墨在相同倍率掃描電鏡下，形態(tài)是不相同的。還有膠體石墨、石墨烯，現在在鋰離子當中也有專用的石墨烯。
功能性炭材料的作用：提高電導性、限制晶體生長、炭表面的氧化、石墨結構中氫的插入、電容的貢獻、增加形核位置、析氫、電滲泵效應。
炭黑是一種無定形炭，基本上現在所有的AGM電池當中都采用無定形炭，最主要就是采用乙炔黑。活性炭主要是用在鉛炭電池或者是普通負極中中。石墨主要應用在鋰電池、干電池等等方面。這里面有球形石墨、膠體石墨、異型石墨，納米石墨等。在炭材料當中還有炭納米管，現在國內還有賣炭納米管乳液，作為電解液添加劑。石墨烯是一種新的材料，根據它的層次不同，有多層的、單層的，最關鍵就是導電性和導熱性。
這是我收集了一些資料介紹和廠家關于不同功能性炭材料的基本參數，有比表面積、電容和粒徑的對比，具體材料特性大家參考這頁。
這是在炭在鉛酸電池中的作用。石墨主要是增加在正極或者負極上；活性炭方面，有蓄電池專用活性炭，還有電容活性炭，這個主要用于負極，但是在量比較大的時候會產生析氫，所以炭材料加入負極當中會帶來末期電流的增大，在加入的時候一定要注意。我們的備用電池加入的炭就非常少，我們要保證末期電流非常小。石墨烯一般來說可以加入正負極里面，在鋰電池上也在應用。
下面介紹下我們幾年前開發(fā)的鉛炭電池過程中的一些經驗和心得，鉛炭電池主要是在負極中添加一定比例的炭材料。
鉛炭電池解決什么問題呢？一是硫酸鹽化，第二是快充、快放。
現在鉛炭電池還沒有正式的標準出臺，2017年出了一個電力用儲能鉛炭電池，我沒有看到有正式的標準發(fā)布。2017年11月在洛陽，鉛炭電池標委會組織了一個會議，專門研究鉛炭電池的標準。
什么是鉛炭電池？首先有一個功能炭，在洛陽會議的標準中提出功能炭的添加量，大概在2.5左右。現在的鉛酸電池的總炭量，功能性炭加千分之5，其它的有機物大概的含炭量在千分之3左右。整個的鉛酸電池現在的總炭量大概在0.5%到0.8%之間。關于總炭量的測定，北京有色金屬總院做的一個方法，高溫的無氧灼燒來確定總炭量。現在究竟加多少呢？我們現在沒有一個很明確的標準。從這個角度來講就想起了我們以前做的膠體電池，膠體電池在最初的時候沒有一個標準規(guī)定膠體電池的結構，包括工信部出的1360標準，也沒有規(guī)定膠體電池的結構。后來在膠體電池認證的條例當中規(guī)定了一個膠體電池的結構，大家可以看看關于最新的相關認證。膠體電池在某一個階段遍地開花，因為沒有明確膠體電池當中二氧化硅的含量，也沒有明確使用的結構是什么，所以很多企業(yè)基本上只要加點二氧化硅在里面就成為膠體電池，我們的鉛炭電池是不是會走向膠體電池的老路呢？這個很難說，可能到明年這個時候鉛炭電池也是滿天飛。
鉛炭電池的應用和要求，現在國內的標準主要是用在儲能領域，我認為鉛炭電池主要有兩個作用，一個就是儲能，PSOC狀態(tài)下的使用。第二個是啟停蓄電池，就是快充快放的這種。啟停電池也存在一個不飽和充電，但是它具有大電流放電、大電流充電的特點。鉛炭電池解決AGM電池的哪些問題呢？就是不飽和充電、硫酸鹽化。另外加炭就是消除負極的極化。如果你在做的過程中，鉛炭電池在相同工藝情況下，鉛酸電池很可能充到16V、17伏左右，鉛炭電池會小大概0.5左右。我們生產出來的鉛炭電池大概充到14.6左右，所以平均來講，相同的工藝鉛炭電池會低1伏多。另外就是快速充電，因為它的導電性和導熱性，所以它能夠進行快充和快放。
這是根據國家標準中的金太陽認證和IEC認證提出的要求。這是AGM的狀況，我們知道金太陽認證有55次循環(huán)，我這里做的是90次以上作為鉛炭電池的標準，在2273標準上是3個周期以上，我提出的是5個周期以上，在充電接受能力方面，AGM是2，鉛炭電池定義是2.8。充電恢復時間AGM是12小時，鉛炭電池是6小時。低溫容量方面AGM是做到80%，鉛炭電池是可以做到90%。
鉛炭電池的開發(fā)，首先是選擇炭材料，炭材料非常關鍵，電池中選擇炭材料的非常多，你應該如何選擇，要選擇相應的優(yōu)質的供應商。另外你加入的炭材料過多，在和膏的時候就很難做，這時候要加入粘接劑，如果炭材料很多，需要加很多水來稀釋它。另外你加的炭材料太多會產生析氫，我們在添加的過程中一定要防止析氫，不然你加6%的炭之后，你的自放電也是非常大的。
這是我們做的整個過程，為什么我們要做金太陽這個測試呢？因為金太陽比較好比較，金太陽也是認證的一個條件，而且它做的時間比較短，同時就是一個非常嚴苛的PSOC工況，很快就可以驗證配方的結果，在做的過程當中，我們一定要用電化學工作站來測量它的析氫電流，接下來再慢慢進行相應的組裝測試。
這是我們公司關于鉛炭電池的發(fā)明專利。
OPzV管式膠體電池我們公司在做過屬于做的最早規(guī)模最大的廠家，這是一個大家都了解的比較成熟的產品。
這是我們的一個實際測試，整個循環(huán)測試已經做了6年多，據我們了解國內還沒有哪家廠家做過這么長時間的100%DOD的循環(huán)測試，如果大家有興趣到我們公司參觀可以看看，我們公司買了很多同類產品和我們公司的產品做對比測試，現在還有實際的測試數據。這個循環(huán)性能應用在儲能上一點問題都沒有，60%DOD做到4000-5000個循環(huán)是很輕松的。
這是一個OPzV12-100做金太陽測試的實驗報告，我們做了兩個周期加38次，相當于金太陽認證2.5倍的標準，做儲能也是非常好的一個產品。
這是我們做OPzV極板平行放置的測試。我們的極板有逆式放置、側式放置、平放。
這是我們公司關于OPzV的專利情況，OPzV的內化成技術是我們的發(fā)明專利，我們是中國最早做膠體內化成技術的企業(yè)。
