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引(yin)言：预计到(dao)2050年(nian)(nian)，清洁能源的(de)大规模开发(fa)利用将为全球带来500TWh（TWh太瓦(wa)(wa)时(shi)，1太瓦(wa)(wa)小时(shi)=10^12瓦(wa)(wa)时(shi)=10^9千(qian)瓦(wa)(wa)时(shi)=10亿千(qian)瓦(wa)(wa)时(shi)=10亿度(du)电(dian)）的(de)储能需求；工信部：2022年(nian)(nian)3-4月(yue)全国储能电(dian)池产(chan)量超过10.5GWh（GWh吉(ji)瓦(wa)(wa)时(shi)，1GWH吉(ji)瓦(wa)(wa)时(shi)=10^9瓦(wa)(wa)时(shi)=10^6千(qian)瓦(wa)(wa)时(shi)=100万度(du)电(dian)）。一辆特斯拉的(de)汽车存(cun)电(dian)量大约(yue)是(shi)60~90度(du)电(dian)。纯电(dian)动(dong)车目(mu)标是(shi)百公里耗电(dian)约(yue)12度(du)。

电(dian)(dian)力(li)能源(yuan)(yuan)(yuan)以(yi)其清(qing)洁、便利等(deng)特点，已成为人类现(xian)代生(sheng)产和生(sheng)活中不可或缺的(de)(de)重要部分，但(dan)现(xian)阶段全(quan)球(qiu)电(dian)(dian)力(li)能源(yuan)(yuan)(yuan)仍(reng)以(yi)火(huo)力(li)发电(dian)(dian)为主体（占到了68％，而中国(guo)更高(gao)达75％以(yi)上(shang)）。火(huo)力(li)发电(dian)(dian)产生(sheng)的(de)(de)废气给环境保(bao)护带来了巨大压(ya)力(li)，加上(shang)煤炭(tan)、石油(you)等(deng)石化资源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)不均衡分布和有限储量，使(shi)得电(dian)(dian)力(li)能源(yuan)(yuan)(yuan)成本持续攀(pan)升，电(dian)(dian)力(li)使(shi)用的(de)(de)安全(quan)保(bao)障逐(zhu)渐下降。近年来，无论是(shi)为了应对能源(yuan)(yuan)(yuan)危机(ji)，还是(shi)缓(huan)解日益严峻的(de)(de)环境压(ya)力(li)，世界各国(guo)都把目光投向可再(zai)生(sheng)的(de)(de)绿色(se)新能源(yuan)(yuan)(yuan)。

▲新能源项目需得搭配大号充电宝(bao)-储能站

然而与传统的(de)(de)(de)火力发(fa)电相比，这(zhei)些新能(neng)源形式有一(yi)个(ge)(ge)内在缺(que)陷，那就是它们的(de)(de)(de)正(zheng)常(chang)运转(zhuan)受到(dao)自然条件(jian)的(de)(de)(de)限(xian)制，造成电能(neng)的(de)(de)(de)输出(chu)与用(yong)(yong)户的(de)(de)(de)需求往往不(bu)能(neng)很好(hao)地(di)匹配。例(li)如用(yong)(yong)太阳能(neng)给一(yi)个(ge)(ge)住宅区供(gong)电，白天居民(min)大多不(bu)在家，太阳能(neng)电池产生的(de)(de)(de)电能(neng)供(gong)大于求，白白浪费(fei)掉；到(dao)了晚上(shang)居民(min)下(xia)班回家，用(yong)(yong)电量激增(zeng)，太阳能(neng)电池此(ci)时(shi)却又(you)无法正(zheng)常(chang)供(gong)电。此(ci)时(shi)，就需要新型(xing)储能(neng)提供(gong)重要装(zhuang)备基础和关键技术(shu)支撑(cheng)，用(yong)(yong)以建设(she)新型(xing)电力系统，实现(xian)电网安全可控。”

机(ji)械(xie)(xie)和电(dian)化(hua)学(xue)(xue)储(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)是目前(qian)技术(shu)(shu)最成熟(shu)，规(gui)模最大的(de)储(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)技术(shu)(shu)。按照储(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)介质(zhi)形(xing)态(tai)分(fen)类，目前(qian)的(de)储(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)技术(shu)(shu)可分(fen)为五种形(xing)式：电(dian)化(hua)学(xue)(xue)储(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)、机(ji)械(xie)(xie)储(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)、电(dian)磁(ci)储(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)、化(hua)学(xue)(xue)储(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)和冷/热储(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)等。抽水蓄能(neng)(neng)(neng)电(dian)站是最成熟(shu)装(zhuang)机(ji)量(liang)最大的(de)储(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)路线，但装(zhuang)机(ji)受地形(xing)限制大。电(dian)化(hua)学(xue)(xue)储(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)具有(you)能(neng)(neng)(neng)量(liang)密度高(gao)、响应时(shi)间快、维护(hu)成本低、灵(ling)活方(fang)便等优点，成为目前(qian)大规(gui)模储(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)技术(shu)(shu)的(de)发展方(fang)向。

电化学储能	包括锂离子电池(chi)、铅酸(suan)电池(chi)等，主(zhu)要优点是使用方便(bian)，不受地域限(xian)制
机械储能	以抽(chou)水(shui)储能为主，具有容量大(da)、寿命(ming)长的特点
电磁储能	电磁(ci)储能：包括超导储能和超级电容器(qi)，存在成本较高的(de)缺点
化(hua)学储能	以氢储能、合(he)成(cheng)燃(ran)料为主，能量转(zhuan)换效(xiao)率低(di)且(qie)存在安全隐患
冷/热储能	有热化学储(chu)能(neng)(neng)、相变储(chu)能(neng)(neng)等，但(dan)可(ke)靠性(xing)较(jiao)低(di)且(qie)应用(yong)场景(jing)受限

电网静(jing)态(tai)电化(hua)学储能与(yu)汽车动力电源(yuan)对电池特性(xing)的(de)要求各有侧重，前(qian)者以(yi)储能价(jia)格和(he)电池寿命(ming)作(zuo)为第一要素，而后者则以(yi)能量密度、功率特性(xing)和(he)安全性(xing)能作(zuo)为研发重点(dian)。从面向电(dian)网大规(gui)模储(chu)(chu)(chu)能的(de)(de)角度来(lai)看，储(chu)(chu)(chu)能价格和电(dian)池寿命是电(dian)化(hua)学储(chu)(chu)(chu)能技(ji)术的(de)(de)关键参数，下文我们一起来(lai)看看适用于大规(gui)模储(chu)(chu)(chu)能领域的(de)(de)电(dian)池类(lei)型~

1、锂离子电池(chi)

目前从技(ji)术(shu)路线上(shang)(shang)来说，业界对锂(li)(li)离子电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)比(bi)较常(chang)见的分(fen)类(lei)为钴(gu)(gu)(gu)(gu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)锂(li)(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)、锰酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)锂(li)(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)、镍(nie)(nie)钴(gu)(gu)(gu)(gu)铝酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)锂(li)(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)（进(jin)口三锂(li)(li)元）、镍(nie)(nie)钴(gu)(gu)(gu)(gu)锰酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)锂(li)(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)（国产三锂(li)(li)元）、磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)铁锂(li)(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)、钛(tai)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)锂(li)(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)。其(qi)中钴(gu)(gu)(gu)(gu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)锂(li)(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)产业化最成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)熟，已(yi)广泛应用在手机、笔(bi)记本(ben)(ben)电(dian)(dian)(dian)(dian)脑等(deng)小(xiao)型移动(dong)设备上(shang)(shang)；锰酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)锂(li)(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)以(yi)低成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)、高(gao)性能(neng)的优势成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)为潜在的电(dian)(dian)(dian)(dian)动(dong)汽车(che)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)，在日本(ben)(ben)有一定的成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)熟度(du)；三元电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)，以(yi)相对廉价的镍(nie)(nie)和(he)锰取代了钴(gu)(gu)(gu)(gu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)锂(li)(li)中三分(fen)之二以(yi)上(shang)(shang)的钴(gu)(gu)(gu)(gu)，成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)相比(bi)钴(gu)(gu)(gu)(gu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)锂(li)(li)更(geng)低、能(neng)量密度(du)高(gao)于磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)铁锂(li)(li)，收到(dao)了动(dong)力电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)厂家(jia)的成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，但伴随着钴(gu)(gu)(gu)(gu)资(zi)源的日渐紧缺，成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)优势还是不够(gou)明显；磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)铁锂(li)(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)以(yi)长寿命、低成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)以(yi)及高(gao)安全(quan)性等(deng)优势成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)为目前最热门的储能(neng)和(he)电(dian)(dian)(dian)(dian)动(dong)汽车(che)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)。

▲锂离子电池产生(sheng)电流的工作(zuo)原理（锂(li)离子(zi)电池是预先在正极(ji)使用含锂(li)金属(shu)化合物，负极(ji)使用能吸储锂(li)的碳(石(shi)墨(mo)) ）

▼锂离(li)子电(dian)池的(de)种(zhong)类(lei)和特点

20世(shi)纪90年(nian)代末，Padhi等人合成(cheng)了一(yi)种磷酸铁锂（LiFePO4）的(de)正(zheng)极(ji)材料，首次从材料上降低了锂离子(zi)电(dian)池(chi)的(de)价格(ge)，使得(de)锂离子(zi)电(dian)池(chi)在大规模储能(neng)(neng)领域(yu)的(de)应(ying)用(yong)成(cheng)为可(ke)能(neng)(neng)。此外，快速发展(zhan)的(de)新能(neng)(neng)源汽车动(dong)力蓄电(dian)池(chi)开始迎来(lai)“退役潮”，退役的(de)锂离子(zi)电(dian)池(chi)应(ying)用(yong)于(yu)储能(neng)(neng)系统也成(cheng)为了一(yi)个重要的(de)方向(xiang)。

▲道达尔(er)在(zai)法国的(de)25MW的(de)存储容量锂(li)离(li)子(zi)电池储能项目

▲2021年6月，Arevon在加利福尼亚州的(de)一个100MW/400MWh的(de)Saticoy储能项目上线运行，使用142个3MWhMegapack开发和建造。知情人士透露称，特斯拉Megapack采用的(de)是宁德时代的(de)铁锂电池(chi)。

2、液流(liu)电池

液(ye)流(liu)(liu)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)和通常以(yi)固体作电(dian)(dian)(dian)极的普(pu)通蓄电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)不同，液(ye)流(liu)(liu)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的活性(xing)(xing)物质(zhi)是具有流(liu)(liu)动性(xing)(xing)的液(ye)体电(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)质(zhi)溶液(ye)，由于(yu)大量(liang)的电(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)质(zhi)溶液(ye)可以(yi)存储在(zai)外部(bu)并通过泵输送到(dao)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)内反应，液(ye)流(liu)(liu)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的规模相对于(yu)普(pu)通蓄电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)可以(yi)大幅提高。电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)内的正、负极电(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)液(ye)由离(li)子交换(huan)膜隔开(kai)，在(zai)充(chong)、放电(dian)(dian)(dian)过程中，电(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)液(ye)中的活性(xing)(xing)物质(zhi)离(li)子在(zai)惰性(xing)(xing)电(dian)(dian)(dian)极表面发生价(jia)态的变化。目前最(zui)有前景的(de)分为(wei)全(quan)(quan)钒液(ye)流电池(chi)(chi)(VRFB)、锌溴液(ye)流电池(chi)(chi)（ZBFB或ZBB）、铁基液(ye)流电池(chi)(chi)三种(zhong)技术路线(xian)，其中全(quan)(quan)钒路线(xian)最(zui)为(wei)成熟(shu)。总(zong)的(de)来说，液(ye)流电池(chi)(chi)能(neng)量密度低(di)于(yu)锂电池(chi)(chi)，但(dan)安全(quan)(quan)性(xing)更好，但(dan)成本也高出不(bu)少。

 

液流电池的基本原理(li)

目前，已经(jing)有兆(zhao)瓦(wa)／兆(zhao)瓦(wa)时级和超过兆(zhao)瓦(wa)级的(de)(de)全钒(fan)液(ye)流电(dian)池(chi)组投入(ru)运营(ying)液(ye)流电(dian)池(chi)具有容量(liang)大(da)、功率大(da)、效(xiao)率高(gao)(gao)、寿命(ming)长、安全性(xing)高(gao)(gao)等(deng)优点，使其(qi)在很短的(de)(de)时间(jian)内得到了(le)较快(kuai)的(de)(de)发展。但(dan)是(shi)，其(qi)产业化仍面临电(dian)解液(ye)、电(dian)极极板(ban)特(te)别(bie)是(shi)离子交换(huan)膜等(deng)关键材料的(de)(de)制约及(ji)实际储能价格偏高(gao)(gao)等(deng)问题。

▲2022年5月24日0时32分，220千伏储南线和储湾线顺利送电，大连液流电池储能调峰电站成功接入大连电网，标志着大连电网首个“黑启动”电源投入使用。本期投入的716个灰白色电解液储罐将可储存400MWH(兆瓦时)电量，即40万度电

 

▲央广网5月26日消息(xi)近日，由大连化物所提供(gong)的(de)20kWh新一代液流电池储能系统在比(bi)利(li)时调试运行成功(gong)

3、钠(na)硫电池(chi)

钠(na)(na)硫(liu)电(dian)池(chi)(chi)于1966年首(shou)先由美国福特(te)公司针对(dui)电(dian)动汽车中的(de)应用(yong)而提出。但是随(sui)后(hou)的(de)研究发现，由于钠(na)(na)硫(liu)电(dian)池(chi)(chi)具有高比功(gong)率和(he)比能(neng)量、低原材(cai)料(liao)成本(ben)(ben)和(he)制造成本(ben)(ben)、温(wen)度稳(wen)定性以(yi)及(ji)无自(zi)放电(dian)等特(te)性，使其成为目前(qian)最具市(shi)场活力(li)和(he)较(jiao)(jiao)好应用(yong)前(qian)景的(de)储(chu)(chu)能(neng)电(dian)池(chi)(chi)。钠(na)(na)硫(liu)电(dian)池(chi)(chi)的(de)电(dian)极材(cai)料(liao)是钠(na)(na)和(he)硫(liu)，储(chu)(chu)量丰富(fu)，成本(ben)(ben)较(jiao)(jiao)低。钠(na)(na)硫(liu)电(dian)池(chi)(chi)储(chu)(chu)能(neng)成本(ben)(ben)约为400~600美元/（kW·h）和(he)1000-3000美元/kW，比较(jiao)(jiao)接近大规模储(chu)(chu)能(neng)市(shi)场预期。但由于它使用(yong)了金属(shu)钠(na)(na)，是一(yi)(yi)种易燃物，又运行在高温(wen)下(xia)，所以(yi)存(cun)在一(yi)(yi)定的(de)风险。

以熔(rong)(rong)融(rong)态的(de)钠(na)和(he)硫分别作(zuo)为(wei)负(fu)(fu)极和(he)正极，以β″-Al2O3陶瓷管作(zuo)为(wei)固(gu)态电(dian)解质(zhi)兼正负(fu)(fu)极隔膜，电(dian)池(chi)的(de)工(gong)作(zuo)温度在300~350℃，以使电(dian)极处于熔(rong)(rong)融(rong)状态，工(gong)作(zuo)原理如下。

钠硫电池

目前，日(ri)本(ben)NGK公司是国际(ji)上钠硫储(chu)能(neng)电池(chi)(chi)研制、发(fa)(fa)展和应用的标志性机(ji)构。NGK采用50kW的模块，可由多(duo)个50kW的模块组成MW级的大容量的电池(chi)(chi)组件。在日(ri)本(ben)、德国、法国、美国等地已(yi)建(jian)有约(yue)200多(duo)处此类储(chu)能(neng)电站(zhan)，主要用于负荷调平、移峰(feng)、改善电能(neng)质(zhi)量和可再(zai)生能(neng)源发(fa)(fa)电，电池(chi)(chi)价格仍然较高。

▲2021年(nian)10月20日(ri)，日(ri)本碍(ai)子(zi)（NGK-insulators）宣布，向德国化(hua)工集团(tuan)巴(ba)斯夫(fu)(fu)提供(gong)的钠硫电池(chi)（NAS）已在巴(ba)斯夫(fu)(fu)安特卫普Verbund工厂（比(bi)利时(shi)）开(kai)始运行，这也(ye)是巴(ba)斯夫(fu)(fu)集团(tuan)首(shou)次(ci)安装钠硫电池(chi)

4、钠离子(zi)电池

锂(li)(li)离子电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)飞速发(fa)展必然会导(dao)致锂(li)(li)资源的(de)(de)(de)(de)紧缺，从而影响其(qi)储(chu)(chu)(chu)能价格和(he)大规(gui)模(mo)持续供给。金(jin)属钠(na)价格低廉(lian)、储(chu)(chu)(chu)量丰富，且(qie)与(yu)(yu)锂(li)(li)电(dian)(dian)位相近，以其(qi)作为电(dian)(dian)极材料构成的(de)(de)(de)(de)钠(na)离子电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)在(zai)大规(gui)模(mo)储(chu)(chu)(chu)能应用(yong)(yong)(yong)(yong)中将(jiang)有(you)(you)很大的(de)(de)(de)(de)发(fa)展潜力。钠(na)离子电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)与(yu)(yu)锂(li)(li)离子电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)结(jie)构和(he)原理相似，正(zheng)负极材料均采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)钠(na)离子容(rong)易(yi)嵌(qian)入/脱嵌(qian)的(de)(de)(de)(de)活(huo)性材料，电(dian)(dian)解(jie)质是溶(rong)解(jie)有(you)(you)钠(na)离子的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)机溶(rong)剂或采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)盐类(lei)掺(chan)杂的(de)(de)(de)(de)固态聚合物(wu)。与(yu)(yu)锂(li)(li)离子电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)相比(bi)，钠(na)离子电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)预(yu)计(ji)在(zai)大规(gui)模(mo)储(chu)(chu)(chu)能领(ling)域更(geng)具有(you)(you)优势，不仅原材料价格低廉(lian)、储(chu)(chu)(chu)量丰富，而且(qie)钠(na)的(de)(de)(de)(de)电(dian)(dian)位比(bi)锂(li)(li)高0.3V，尽管能量密度(du)稍低一些，但这意味着钠(na)离子电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)可以使用(yong)(yong)(yong)(yong)分解(jie)电(dian)(dian)压(ya)更(geng)低的(de)(de)(de)(de)电(dian)(dian)解(jie)质溶(rong)液，使其(qi)安全性能明显优于锂(li)(li)离子电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)。

钠离(li)子电池原理

“双(shuang)碳”背景(jing)下，储(chu)(chu)能(neng)(neng)行业(ye)发展前景(jing)广阔(kuo)。受(shou)此影(ying)响(xiang)，钠(na)离(li)子(zi)(zi)电池一直站在(zai)风口上。今年以来，具有更低成本(ben)储(chu)(chu)能(neng)(neng)优势、更安全性能(neng)(neng)的钠(na)离(li)子(zi)(zi)电池开始受(shou)到业(ye)界青睐。2022年5月(yue)(yue)13日(ri)，国家能(neng)(neng)源局公布了2021年度能(neng)(neng)源领域首(shou)台(套)重大(da)技(ji)(ji)术(shu)装备(项目(mu))名单，包括75项技(ji)(ji)术(shu)装备，其中(zhong)(zhong)储(chu)(chu)能(neng)(neng)领域涉及8个技(ji)(ji)术(shu)装备(项目(mu))，氢能(neng)(neng)涉及4个。中(zhong)(zhong)科海(hai)(hai)钠(na)研发并于2021年6月(yue)(yue)28日(ri)投运的1MWh钠(na)离(li)子(zi)(zi)储(chu)(chu)能(neng)(neng)电池系(xi)统成功入选。该项目(mu)是(shi)中(zhong)(zhong)国科学院(yuan)(yuan)A类(lei)战略性先导科技(ji)(ji)专(zhuan)项大(da)规模储(chu)(chu)能(neng)(neng)关键技(ji)(ji)术(shu)与应(ying)用示范(fan)项目(mu)，由(you)中(zhong)(zhong)科海(hai)(hai)钠(na)和中(zhong)(zhong)科院(yuan)(yuan)物(wu)理所联(lian)合(he)打造，目(mu)前运行状况良好。

2021年度能(neng)源领域首(shou)台(套)重大技(ji)术装(zhuang)备(项目)名单部分

▲▼2021年6月28日(ri)，全球首套(tao)1MWh钠离(li)子储能系(xi)统在山(shan)西太原(yuan)正式投运

该系(xi)统以钠(na)(na)离(li)子(zi)(zi)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)为储能(neng)(neng)主体，结合市电(dian)(dian)(dian)(dian)、光(guang)伏和充(chong)电(dian)(dian)(dian)(dian)设施形(xing)成微(wei)网系(xi)统，可根据(ju)需求与公共电(dian)(dian)(dian)(dian)网智能(neng)(neng)互动。1MWh钠(na)(na)离(li)子(zi)(zi)储能(neng)(neng)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)系(xi)统研制成功(gong)具有重大意(yi)义(yi)，标志着(zhe)我国在(zai)钠(na)(na)离(li)子(zi)(zi)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)技术及其产(chan)业(ye)化走在(zai)了世界前列，同(tong)时意(yi)味着(zhe)钠(na)(na)离(li)子(zi)(zi)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)步入商业(ye)化应用(yong)新阶段。

5、液态金(jin)属电池

液(ye)态(tai)金(jin)属(shu)电(dian)(dian)池正负(fu)极(ji)均为金(jin)属(shu)，电(dian)(dian)解质为无机(ji)盐(yan)，运行时(shi)正负(fu)极(ji)金(jin)属(shu)和无机(ji)盐(yan)电(dian)(dian)解质均为熔融态(tai)，液(ye)态(tai)金(jin)属(shu)与无机(ji)熔盐(yan)互(hu)不混(hun)溶，且由于密度差自动分为三层(ceng)(ceng)。在(zai)设计(ji)电(dian)(dian)极(ji)和电(dian)(dian)解质材料时(shi)，上层(ceng)(ceng)负(fu)极(ji)液(ye)态(tai)金(jin)属(shu)密度最(zui)小，下层(ceng)(ceng)正极(ji)液(ye)态(tai)金(jin)属(shu)密度最(zui)大(da)，中间熔盐(yan)电(dian)(dian)解质层(ceng)(ceng)密度居中，熔盐(yan)电(dian)(dian)解质兼(jian)作正负(fu)极(ji)间隔(ge)离层(ceng)(ceng)。

液态(tai)金属电池示(shi)意图(tu)(a)放电(b)充电

液态(tai)电(dian)(dian)极(ji)不(bu)存在长(zhang)期使用造成(cheng)的电(dian)(dian)极(ji)形变(bian)和(he)枝晶生(sheng)长(zhang)等影响电(dian)(dian)池寿(shou)命(ming)及安全性(xing)能(neng)的因素，因此可以长(zhang)期安全运行，预(yu)计电(dian)(dian)池寿(shou)命(ming)可以达到(dao)15年。无(wu)机熔盐电(dian)(dian)解质兼做正负极(ji)隔(ge)离层，电(dian)(dian)池无(wu)需特殊隔(ge)膜，既降低了电(dian)(dian)池的成(cheng)本，又使得(de)电(dian)(dian)池体(ti)(ti)系容易(yi)放大(da)和(he)生(sheng)产。由于不(bu)存在隔(ge)膜技术(shu)的制约，且电(dian)(dian)极(ji)和(he)电(dian)(dian)解质来源(yuan)广泛、价格较低，通过测算得(de)出液态(tai)金(jin)属电(dian)(dian)池系

统(tong)的(de)(de)储(chu)(chu)能价格(ge)(ge)有(you)望(wang)低于250美元/(kW·h)，能满足目前市(shi)场对大规(gui)模(mo)储(chu)(chu)能的(de)(de)价格(ge)(ge)预期。液态(tai)金(jin)属电池的(de)(de)高(gao)倍率充放电性能及电池系(xi)统(tong)的(de)(de)可放大性，使得液态(tai)金(jin)属电池能满足能量型和功率型双重(zhong)应(ying)用，在大规(gui)模(mo)储(chu)(chu)能中有(you)着(zhe)广阔的(de)(de)应(ying)用前景。

在美(mei)国麻省理工教授(shou)DonaldSadoway主导下(xia)，一家美(mei)国科(ke)技初创(chuang)公司(si)Ambri于2010年(nian)成(cheng)立，该(gai)公司(si)声(sheng)称其新型液态(tai)金属电池(chi)可以(yi)用(yong)于长期储能应用(yong)。该(gai)公司(si)已获得1.44亿美(mei)元投(tou)资，并(bing)与一家关键材料供应商(shang)签署了协议(yi)。Ambri的(de)电池(chi)芯阳极使(shi)用(yong)液态(tai)钙合金以(yi)及(ji)熔融(rong)盐电解液；阴极由固体(ti)锑颗粒制(zhi)成(cheng)，并(bing)装(zhuang)(zhuang)(zhuang)入不锈(xiu)钢外壳。然后将它们放入准备安装(zhuang)(zhuang)(zhuang)的(de)DC集装(zhuang)(zhuang)(zhuang)箱系统(tong)中。

Ambri称其(qi)生产过程(cheng)步骤更少，产品成本将低于锂离子电池(chi)。当电池(chi)在500℃高温(wen)下(xia)工(gong)作时，不(bu)受热逃逸、电解液分解和废气排放的(de)影响，适用(yong)于高容量(liang)、循环频繁、寿命长、效率高的(de)应用(yong)场合。据(ju)称这种非流动(dong)电池(chi)的(de)预(yu)期寿命为20年。

电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)网静态(tai)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)学储能(neng)与汽(qi)车动力电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源对电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池特性的要(yao)求各有侧重(zhong)，前者(zhe)以(yi)储能(neng)价(jia)格和电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池寿命作(zuo)(zuo)为第一要(yao)素，而后者(zhe)则以(yi)能(neng)量密度、功率(lv)特性和安全(quan)性能(neng)作(zuo)(zuo)为研发重(zhong)点。因此，静态(tai)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)学储能(neng)技(ji)术的发展如果(guo)完全(quan)沿用动力电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池的研究思(si)路，将很难实现新的技(ji)术突破(po)。实现储能(neng)技(ji)术的低价(jia)格、长(zhang)寿命、高(gao)效(xiao)率(lv)和易放大(da)，是(shi)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)网电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)学储能(neng)研究领域的共(gong)同目标。

 

参考资料：

1、几类面向电网的储能电池介绍蒋凯1，2，李浩秒1，2，李威1，2，程时杰1（1．强电磁工程与新技术国家重点实验室，华中科技大学，湖北省武汉市430074；2．华中科技大学材料科学与工程学院，湖北省武汉市430074）

2、化学(xue)(xue)储能技(ji)术及其(qi)在电力系统中的应用/苏伟等(deng)编著.-北京(jing)：科学(xue)(xue)出版(ban)社，2013.8

粉体(ti)圈编(bian)辑：Alpha

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