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铅酸电池是一种利用铅、水和硫酸之间的化学反应来储存电能的可充电电池。这些电池背后的技术已有 160 多年的历史,但它们仍然如此受欢迎的原因是它们坚固、可靠且制造和使用成本低廉。
如果您希望存储太阳能电池阵列产生的能量,铅酸电池可能是一个不错的选择,但更新的技术可能会更加方便和紧凑。
虽然铅酸电池的化学成分非常简单,但写出所有化学方程式会使它看起来非常复杂,因此我们将尝试在不涉及所有这些的情况下对其进行解释。
最简单的铅酸电池由三部分组成:
负极板称为阳极,正极板称为阴极,水/酸混合物称为电解质。
一个简单的铅酸电池。图片来源:LibreTexts.org
当极板悬浮在电解质混合物中并连接到电线时,电池就可以供电了!
随着电子流出电池,电解液中的酸开始粘附在电极上的铅上,将其外表面转化为硫酸铅,并留下额外的氢离子漂浮在水中。

当电子沿着电线发送时,硫酸铅会在电池放电时在极板上形成。资料来源:动态科学
给电池充电会使电子重新进入并破坏铅和硫酸盐之间的电化学键。硫酸盐与电解液中的游离氢离子重新结合,再次生成硫酸。
铅酸设计有一个缺点。如果电池放电过多,一些硫酸铅不能分解并与游离氢重新结合,从而导致铅板上的永久性涂层称为硫酸化。硫酸化会大大降低电池的使用寿命。
为了使铅酸电池能够长时间工作,它们必须定期放电不超过其总电池容量的一半。
汽车电池不太适合储存家庭使用的能量,因为它们旨在提供用于启动汽车的短时间电力。实际上,这些类型的电池称为启动、照明和点火 (SLI) 电池。
SLI 电池由薄而多孔的铅板制成,这些铅板旨在一次从电解液中汲取尽可能多的电力。这种能量浪涌称为电流,以安培为单位。
汽车电池由 6 个串联的电池制成。当电池充满电时,每个电池产生约 2 伏的电压,总电压为 12 伏。伏特乘以安培等于瓦数,或一次可用的总功率。
了解更多:安培、伏特和瓦特
用于太阳能存储的深循环电池不需要产生一堆瞬时功率来启动任何东西,因此它们具有更厚的铅板,可以持续很长时间,并且从电解液中更缓慢、更均匀地获取电力。
深循环电池往往是由塑料复合材料制成的大矩形盒子,这使得它们易于堆叠在一起。因为它们不必启动汽车,所以它们可以单独产生更少的功率,并且可以连接在一起制成电池组。
许多用于储能的深循环电池只有一个大电池并产生 2 伏电压。而且,电池越大 - 它可以存储的能量就越多。其他 2 芯、3 芯和 6 芯设计分别用于 4 瓦、6 瓦和 12 瓦的电池。用于存储太阳能的电池组连接在一起以产生 12、24 或 48 伏电压。
例如,可以将六个 2 伏电池串联(从负极到正极)以构成 12 伏电池组,或者可以将四个 12 伏电池串联以构成 48 伏电池组.
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