如何增强钛酸锂电池储能的盈利能力？

2023-02-20 17:55

以锂离子电池、钠离子电池为代表的电池储能，不管是相较传统的抽水蓄能还是飞轮储能、压缩空气储能来说，在储能性价比方面，都占据绝对优势。

这主要是由于电池储能具有适用范围广泛、布置灵活、功率和能量可按需配置等优势，可在新型电力系统不同环节发挥重要作用。

发电侧方面，电池储能系统可平滑出力波动，并对电力处理情况进行跟踪和经济调度，同时参与电源的调频调压；输电侧方面，电池储能系统可参与电网系统调频、优化电网分布，从而提升系统稳定水平；配电侧方面，电池储能系统可以优化配电网能量管理情况，保障直流微电网的安全、平稳运行。

现在主流的储能电池技术以磷酸铁锂电池为代表的锂离子电池，磷酸铁锂电池市占率超九成，多采用石墨做负极，低温性能及安全性较差。

相较而言，以碳酸锂材料作负极的碳酸锂电池，放电电压平稳，电解液不易分解，安全性较高，同时，高倍率充放电条件下，钛酸锂电池循环寿命也有大幅提高，充放电倍率、电池内阻和极化特性等更是优于钠硫电池、钒电池等。

具体性能上，以常温1C循环次数进行比较，钛酸锂电池可循环30000次，磷酸铁锂电池仅3000次，NCA、NCM、铅炭电池、铅酸电池分别为1500次、2000次、1500次和400次，更是不能同日而语。

低温性能和温度范围方面，钛酸锂电池工况温度为-40℃至60℃，相较而言，磷酸铁锂电池、NCA、NCM的工况温度为-40℃至60℃，铅酸电池和铅炭电池则为5℃至35℃，换句话说，钛酸锂电池的低温性能和适宜工作温度范围比其他锂电池要优异的多。

不过，钛酸锂电池有一个巨大的问题，比能量仅为90Wh/kg，高于40Wh/kg的铅酸电池和铅炭电池，可远远比不上140Wh/kg的磷酸铁锂电池，更别说240Wh/kg的NCA和200Wh/kg的NCM了。

如何增强钛酸锂等锂离子电池的盈利能力是市场关注的一个重要问题。

相关研究人员以不同钛酸锂电池容量、放电深度为自变量，年盈亏为因变量，利用福州

某城区电网数据进行研究得出了相关年盈亏结果。

研究发现，钛酸锂电池等锂离子电池循环寿命随放电深度增加呈指数下降的趋势，当储能系统放电深度较大，为70%-80%时，电池循环寿命快速降低，电池更换成本增加，储能系统年均成本增加，经济性较差。

但是，当将放电程度控制在50%-60%等较小范围内时，放电深度越小，盈利能力越强，同时，合适的放电深度条件下，电池配置容量越大，收益越高，削峰填谷效果越好。

长期来看，随着电池技术进一步发展，电池材料不断革新，电池内阻与极化问题逐步改善，电池充放电效率将进一步提升，储能系统盈利能力将进一步加强。

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