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未来储能领域 哪种电池能独领风骚?

导读: 电化学储能,一直是近年来各大企业争先发展的方向,也是储能“风口”真正的受益者。常见的电化学储能电池有液流电池、铅炭电池、锂离子电池和钠硫电池等,哪种新兴储能电池将会在未来的储能领域里独领风骚、翩翩起舞呢?

铅炭电池:破解储能的高成本难题

成本过高一直是储能商业化的巨大障碍,而传统铅蓄电池又存在质量重、容量小、寿命低等弊端。为了降低储能成本,推动铅蓄电池在储能领域的进一步应用,铅炭电池近年来开始登上储能电池的舞台。铅炭电池由传统铅酸蓄电池演化而来,它将铅酸蓄电池和超级电容器合二为一,既能短时间大容量充电,又保持了铅蓄电池高比能量的特点,同时在循环寿命、性价比、安全性、低温性能、生产及回收工艺方面也具有明显优势。

2016年6月, 工信部等三部委联合印发《中国制造2025-能源装备实施方案》通知,在储能装备方面,明确高性能铅炭电池储能装备是重点技术攻关项目。目前,国内多家电池企业正在逐步完善铅炭电池领域的布局。作为最早的铅炭电池储能应用商,双登铅炭储能电池已经应用在IDC机房后备电源、风光储一体化电站等多个项目中;圣阳股份将铅炭电池应用于储能、备用电源、通信基站电源等领域,并具备了批量生产能力;南都电源研发的铅炭电池产品目前已被应用在多个国内储能示范项目中。

中国工程院院士杨裕生认为,凭借低成本、安全、原料易得、可靠、产业化技术成熟等显著优势,铅炭电池已经成为符合我国产业布局和制造水平的一种储能电池产品。中国化学和物理电源行业协会储能应用分会秘书长刘勇表示,作为一种新的储能技术路线,铅炭电池在目前锂电池成本尚未降低的情况下,具有一定优势,很有发展前景。

钠硫电池:需满足300℃高温运行环境

钠硫电池将钠和硫分别用作阳极和阴极,其中的氧化铝陶瓷同时起隔膜和电解质的双重作用。在一定的工作温度下,钠离子透过氧化铝陶瓷与硫之间发生可逆反应,形成能量的释放和储存。钠硫电池的比能量密度是铅蓄电池的3~4倍,体积小,可大电流、高功率放电,充放电效率高,原料资源储量也比较丰富。

钠硫电池的不足之处是其正、负极活性物质的强腐蚀性,对电池材料、电池结构及运行条件的要求苛刻:运行温度通常在300℃~350℃,需要附加供热设备来维持温度,并且钠硫电池仅在达到300℃左右的温度下才能运行,由此造成启动时间较长,也在一定程度上限制了其应用。

中国科学院上海硅酸盐研究所和上海市电力公司经过多年合作,成功研制出具有自主知识产权的容量为650Ah的钠硫储能单体电池,使我国成为继日本之后世界上第二个掌握大容量钠硫单体电池核心技术的国家。2015年,福瑞至秦唐新能源科技有限公司与中国科学院合肥固体研究所共同研发的钠硫单体电池,被列入国家“863”计划项目,作为“新型储能技术引领者”,其拥有的专利、专有技术成果覆盖了钠硫电池产业化应用的整个流程和全部领域,技术水准已经达到国际水平。

钠硫电池适合在特定的储能环境中使用,虽然应用并不广泛,但在某些领域依然有其不可替代性。

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