电池原理
与常规铅酸电池相比,铅碳电池将具有双电层电容特性的碳材料与海绵铅负极进行合并制作成既有电容特性,又有电池特性的铅碳双功能复合电极,铅碳复合电极在于PbO2正极匹配组装成铅碳电池,如图1。所以铅碳电池是一种混合型储能元件,由两部分组成,包括铅酸电池部分和非对称超级电容部分,两者以内部无控制电路方式并联而成,既保持了电池的高能量密度,又具有超级电容高功率、快速充放、长循环寿命的特点。
图1 铅碳电池原理图示
产业状况
国内双登、圣阳和南都电源等铅酸电池厂家均推出了铅碳电池产品。其中南都电源在铅碳电池领域投入较大,有一定的业绩。
工程应用
(1)案例一:南都光储一体化微网储能系统(图2)
系统容量:2MWh
系统功率:0.5MW
并网电压:380V/50Hz
20英尺高箱(6m×2.5M×2.9M)
PCS:300KW 380VAC,2×100KW 380VAC
储能电池:480VDC 1000Ah 6组
监控系统1套
20英尺集装箱8个

图2 南都光储一体化微网储能系统
(2)案例二:内蒙风电50kWh移动储能系统(图3)
系统容量:50kWh
系统功率:120kWh
并网电压:600V/50HZ
20英尺高箱(6m×2.5m×2.9m)

图3内蒙风电50kWh移动储能系统
(3)案例三:浙江鹿西岛微网项目
该项目为国家863计划支持的科技项目,采用2MW×2h铅碳电池。目前项目正在建设中。
性能特点
A.铅碳电池具有更低的充电电压,更高的充电平台,有利于电池大电流放电能力的提升,如图4。

图4 铅碳电池放电特性曲线
B. 铅碳电池最高可达10C放电倍率,240W/kg的比功率,比普通铅酸电池高一倍以上,如图5;

图5 铅碳电池高倍率放电特性曲线
C.1小时内实现快速充电,充电转换效率高达95%; 100%快速充电性能甚至超越了锂离子电池。
D. 80%DOD循环寿命2000次以上,比现有产品高1倍以上。