单液流锌镍电池单体充放电性能测试.doc

单液流锌镍电池单体充放电性能测试
实验目的
1、掌握单液流锌镍电池及测试平台的工作原理。
2、通过实验,掌握单液流锌镍电池主要充放电方法及电池充放电参数变化过程。
3、通过实验,了解表征单液流锌镍电池主要性能参数。
原理简介
单液流锌镍电池工作原理及单体参数
单液流锌镍电池工作原理
正极采用二次电池使用的氧化镍电极,电解质为高浓度锌酸盐的碱性溶液,电解液为溶解于碱性物质的产物,负极采用惰性金属集流体,电解液由泵循环通过电池进行充放电。
图2-1 单液流锌镍电池框图
电池反应机理如下:
正极反应:
负极反应:
电池总反应:
理论输出电压:

在此次锌镍液流电池充放电性能研究实验过程中,研究的对象为210AH单体电池,图2-2给出电池单体实物图。表2-1给出该单体电池部分项目参数。
图2-2 210AH锌镍液流电池单体
表2-1 210AH锌镍单液流电池单体部分项目参数
序号
项目
单位
要求参数
备注
1
额定容量
AH
210
2
标称电压
V

平均工作电压
3
充电方式

恒流
4
充电限制电压
V

5
放电终止电压
V

6
最大连续充电电流
A
200
1C
7
最大连续放电电流
A
200
1C
8
工作温度
℃
55℃以内
从表2-1中可知,该锌镍单液流电池单体额定容量为210Ah、、、、最大连续充电电流为200A和最大连续放电电流为200A。就实验室而言,室内温度保持在20℃-30℃,满足电池工作温度要求。
此外,电池容量,是指电池的蓄电能力。即在一定的放电条件下,充满电的电池放电至蓄电池的端电压达到规定的放电终止电压时,可以从蓄电池中获得的总电量来表示,单位为安时(Ah)。

充电方法选择
⑴恒流充电
恒流充电法是指蓄电池在充电过程中,充电电流始终保持不变,而电池两端的充电电压逐渐升高的充电方法。
恒压充电
恒压充电法是指蓄电池在充电过程中,充电电压始终保持不变,而电池两端的充电电压逐渐升高的充电方法。
恒流恒压充电
恒流恒压充电法,是指将恒流模式和恒压模式相结合的充电方式。首先,以恒流充电至设定的电压值,然后,改为恒压充电至结束。一般第二阶段的恒压值取两阶段之间的转化电压。该充电方式不仅避免了恒压充电方式前期的电流过大,又解决了恒流充电方式后期过充电的问题。
充电方法的选择
由于电池结构特殊性,以及从保护电池的角度出发,单液流锌镍电池采用恒流充电模式进行充电,最大充电电流不超过200A。并记录电池的端电压随充放电时间而改变的曲线及其数据。
放电方法选择
恒流放电
恒流放电是指以恒定的电流对电池进行放电到一定的终止电压停止放电,放电期间,电流保持恒定不变。
通过恒流放电,可以了解电池内部的容量,电池放电容量等于放电电流与放电时间的乘积,所以要了解电池的真实容量,需要对电池进行恒流放电控制。
恒功率放电和恒电阻放电
恒功率放电是指放电过程中电池的负载功率保持不变。根据P=U*I可知,放电后期,随着工作电