２０１７年第３期 ｉ夏占 钍 ２０１７年３月 有效减少电气连接点；ｂ）与铅蓄电池１０ ｈ的充电时间 造成潜在的安全隐患。 磷酸铁锂电池是一种以磷酸铁锂（ＬｉＦｅＰＯ４）作为 相比，锂电池只需３ ｈ～４ ｈ，充电倍率相比更高更突 正极材料的新型蓄电池，单体容量大，最大可以做到 出；ｅ１锂电池自身安全性能较高，充电时无其它衍生 ５００ Ａｈ，被广泛应用在移动通信、电动汽车、国家电 物，与传统铅酸蓄电池相比不会产生可燃气体等危险 源；ｄ）锂电池放电倍率高，电机车的加速、爬坡性能 网储能等多个领域。 与传统铅酸蓄电池相比，磷酸铁锂电池的特性和 明显优于铅酸蓄电池电机车；ｅ）随着锂电池隔爆措施 优点非常明显：ａ）寿命更长。铅酸蓄电池深度循环寿 不断升级，动力锂电池防爆技术进展很大，已在工业 命在３００次左右，最高在５００次以内，而磷酸铁锂动力 性试验中开始崭露头角。电池在正常温度下１℃充放电深度循环可达２ ０００次以 ４结语 上，容量保持率８０％，是铅酸电池的５倍，钴酸锂电池 锂电池在矿用电机车中逐渐普及，必将引起矿用 的４倍，镍氢电池的４倍，锰酸锂电池５倍嗍；ｂ）安全性 更高。与传统的过渡金属氧化物结构相比，ＰＯ４３一化学 键的结合力化学键更强，结构更加稳定，并且不轻易 释放Ｏ ，在高温下的稳定性可达４０℃以上，保证了电 池内在的高安全性；ｅ）环保性更好。磷酸铁锂电池不 仅环保，而且无需加入稀有金属，不含任何锂元素以 外的重金属，无毒性（ＳＧＳ认证通过）、无污染，符合 欧Ｏ＇ｌ＇ｌＲｏｌｌＳ规定；ｄ）充、放电优势更强。磷酸铁锂电池 本身具有充电速度快、自放电少、无记忆效应等特点， 可大电流快速充放电，用专用充电器３０ ｍｉｎ就能充到 ９５％；ｅ１体积小、重量轻。锂电池本身体积是铅酸电 池的２／３，重量相当于铅酸电池的１／３，镍氢电池的２／３左 右；ｆ）单体电池电压高，放电平台更加平稳。单体标 称电压为３．２ Ｖ，串联少、可靠性高，可作大电流高功 率充放电。同时具有高倍率放电特性，１０ ｃ充放电效 率达到９６％，容量保持率９０％。 ２－３制约锂电池应用和推广的不利因素 锂电池的应用开发市场潜力巨大，具有极高的性 能优势，但目前动力锂电池技术发展水平参差不齐， 能够成功解决单体大容量动力锂电池安全问题的企业 少之又少，同时锂电行业整体的产业化水平相对较低， 再加上受本身价格成本影响，锂电池价格在短期内难以 下降，这些原因很大程度上制约了锂电池的应用推广。 ３锂电池在井下蓄电池式矿用电机车方面的应用 ３．１蓄电池式矿用电机车的市场需求 新版 矿安全规程》规定，整流设施和架线设 施是矿用架线式电机车的必备条件嗍，但其运转不灵 活，很容易影响巷道成型和行人安全。另一方面，集 电弓与架线之间因本身电路问题，容易产生火花，因 此在高瓦斯等级以上矿井不得使用，使用蓄电池式电 机车是矿井发展的必然选择，这也对蓄电池组、电控 设备及电气线路在防爆措施方面都提出了更高要求。 ３．２锂电池在矿用电机车上应用的可行性 目前井下蓄电池电机车一般包括１２０ Ｖ、１４０ Ｖ和 １９２ Ｖ三种电压规格，一般需要５００ Ａｈ甚至更高的电池 组容量。而铅酸电池在使用时有可燃气体析出，存在 很大安全隐患，无法在井下全面推广。 ａ１对于同电压等级电池来说，单体锂电池能量大， 数量较少，在防爆处理或组成本安型电池组设备时可 ・１３６・ 设备的一次革新，而大容量锂电池在防爆方面、动力 方面、节能方面不断升级，会使电机车性能进一步提 高，为矿井机械化、自动化的发展提供更多创新机遇。 参考文献： ［１］李剑峰．兖州矿区对煤矿井下应用锂电池的研究［Ｊ］．电源世 界，２０１５（１１１：５２—５６． ［２］张瑞雪．矿用锂电池动力电源隔爆外壳力学性能研究与减振 设计［Ｄ］．济南：山东科技大学，２０１４． ［３］ 张兴华．隔爆电源电池应用现状及分析［Ｊ］．电子世界，２０１３ （２３）：５５－５６． ［４］武斌．隔爆环境下锂电池充放电特性研究［Ｄ］．淮南：安徽理 工大学，２０１４． （责任编辑：季鑫） 能源知识鬃 恭恭芥芥带 太阳能电池工作原理及组成 在有光照（无论是太阳光，还是其它发光体产生的 光照）情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷 积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏特效应”。在 光生伏特效应作用下，太阳能电池两端产生电动势，将 光能转换成电能。太阳能电池一般为硅电池，分为单晶 硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电 池三种。其原材料有：ａ１电池片。采用高效率（１６．５％以 上）的单晶硅太阳能片封装，保证太阳能电池板发电功 率充足；ｂ）玻璃。采用低铁钢化绒面玻璃（又称为白玻 璃），厚度３．２ ｍｍ，在太阳电池光谱响应的波长范围内 （３２０ ｎｍ～ｌ １００ ｎｍ）透光率达９１％以上，对大于ｌ ２００ ｎｍ的红外光有较高的反射率，此玻璃同时能耐太阳紫 外光线辐射而透光率不下降；ｅ）ＥＶＡ。采用加有抗紫外 剂、抗氧化剂和固化剂的厚度为０．７８ ｍｍ的优质ＥＶＡ 膜层作为太阳电池的密封剂和与玻璃、ＴＰＴ之间的连 接剂，具有较高的透光率和抗老化能力；ｄ）ＴＰｒｒ。太阳电 池背面覆盖物一氟塑料膜为白色，具有太阳电池封装 材料所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等基本要求，对 阳光起反射作用，并因其具有较高的红外发射率，还可 降低组件的工作温度，有利于提高组件的效率；ｅ）边 框。采用的铝合金边框具有高强度、抗机械冲击能力强 的特点，也是太阳能发电中价值最高的部分。
