科技热点——几种新型电池

几种新型化学电池 一、发展背景 受全球新能源发电、电动汽车及新兴储能产业的大力推动，多类型储能技术于近年来取得长足进步。除了早已商业化应用的抽水蓄能及洞穴式压缩空气储能技术，以锂离子电池为首的电池储能技术在源网荷侧已初具商业应用潜力。 电池储能技术利用电能和化学能之间的转换实现电能的存储和输出，不仅具有快速响应和双向调节的技术特点，还具有环境适应性强、小型分散配置且建设周期短的技术优点，颠覆了源网荷的传统概念，打破了电力发输配用各环节同时完成的固有属性，可在电力系统电源侧、电网侧、用户侧承担不同的角色，发挥不同的作用。截至2018年底，全球电池储能技术装机规模6058.9MW，其中，中国装机规模1033.7MW，美国、中国、韩国排名前三位。 二、典型电池储能技术 电池储能技术主要包括铅蓄电池、锂离子电池、液流电池、钠基电池和其它类型电池储能技术，细分技术如图1所示。 1.铅蓄电池 应用于储能工程的铅蓄电池包括铅酸电池和铅炭电池。铅炭电池是在传统铅酸电池基础上对负极材料进行了电容式改进，结合了铅酸电池和超级电容器两者的优势，由于加了碳材料，阻止了负极硫酸盐化现象，显著提升了电池的循环寿命。从铅酸电池的500~1000次(60%~70%DOD，DOD为放电深度)增加到铅炭电池的3700~4200次(60%~70%DOD)，储能系统投资成本1000~1300元/kWh，度电成本为0.5~0.7元/kWh。近年来，铅蓄电池在储能领域的应用多数以度电成本更低的铅炭电池为主，尤其是针对工商业峰谷电价差较高的江苏、广东、北京等地已初步具备商业化应用的条件。 2.锂离子电池 应用于储能工程的锂离子电池种类繁多，包括2011—2015年投运较多的聚合物锂电池、锰酸锂电池、以及钛酸锂电池，以及近年来发展迅猛的磷酸铁电池、三元锂电池和梯次利用锂电池。从一次性投资成本、循环寿命、安全性角度来说，磷酸铁锂无疑是储能领域综合特性最为优异的锂离子电池储能体系，广泛应用于电力系统发输配用的各个环节。磷酸铁锂电池具有稳定性高、循环寿命长等优点，是国内电力储能系统的热门及应用最多的锂离子电池技术，储能用磷酸铁锂电池能量密度120~150Wh/kg，系统能量转换效率85%~88%，小倍率充放电循环寿命3500~5000次，储能系统投资成本1600~2000元/kWh，度电成本0.7~1.0元/kWh。近