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探索電網(wǎng)用儲(chǔ)能電池的發(fā)展方向

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:849次  |  2019年02月27日  

儲(chǔ)能電池在推動(dòng)各領(lǐng)域技術(shù)、經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要性越來越明顯。同時(shí),各行業(yè)對(duì)電池功能要求越來越高,能量密度、功率密度、壽命、安全性、可靠性、環(huán)境適應(yīng)性、制造與成本等,考量因素不斷增多。然而,并沒有一種新型“萬能電池”的存在,這是楊裕生院士在本次論壇上提出的重要觀點(diǎn)。


電網(wǎng)用電池是個(gè)新事物


現(xiàn)代用戶對(duì)電網(wǎng)提出越來越高的可靠性要求,這不僅需要電網(wǎng)的智能化,也需要規(guī)模儲(chǔ)能。大規(guī)模新能源并入電網(wǎng),風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)電具有波動(dòng)大、難以人為控制的特點(diǎn),直接并入電網(wǎng),會(huì)影響供電質(zhì)量。為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、均衡的供電,將電能“存”起來,其技術(shù)研發(fā)愈發(fā)迫切,開發(fā)高效、安全的儲(chǔ)能技術(shù)具有重大意義。


以鉛炭電池為例,楊裕生院士強(qiáng)調(diào)了其低成本、安全、原料易得、可靠、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟等顯著優(yōu)勢,鉛炭電池也已經(jīng)成功應(yīng)用于城市微電網(wǎng)、風(fēng)光儲(chǔ)能電站、風(fēng)電路燈等系統(tǒng),還能為各種電動(dòng)汽車提供動(dòng)能,是符合我國產(chǎn)業(yè)布局和制造水平的一種儲(chǔ)能電池。


對(duì)于電網(wǎng)使用電池儲(chǔ)能,楊裕生院士指出,電網(wǎng)用電池是個(gè)新事物,要根據(jù)規(guī)模大的特點(diǎn),發(fā)展電網(wǎng)儲(chǔ)能電池??裳芯康姆较蛉绯?jí)電容器用于智能電網(wǎng)調(diào)頻;鉛炭電池用于智能電網(wǎng)的功率平滑,也適用于可再生能源、分布式電網(wǎng)及家用;高安全性的鋰離子電池可參與競爭。

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-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

電池發(fā)展應(yīng)兼容并包


目前,儲(chǔ)能電池有很多種,包括鋰離子電池、鉛酸電池、鎳氫電池、超級(jí)電容、鈉硫電池等,在比能量、循環(huán)壽命、安全性、成本等各方面有所差異。


并不存在一種“萬能電池”,楊裕生院士這樣解讀,“尺有所短,寸有所長,不要輕言‘某電池將取代另外的電池’。”有言論稱“世界進(jìn)入鋁電池時(shí)代”,發(fā)展“鎳碳超級(jí)電容”,其實(shí)是偷換概念、夸大其詞的說法。


電池發(fā)展的過程與其他事物一樣,需要長期的創(chuàng)新積累和科學(xué)論證。楊裕生院士對(duì)電池發(fā)展的未來仍很有信心,但他強(qiáng)調(diào),對(duì)于電池技術(shù)的“下一代”,一定要綜合考慮多方面的因素,采取兼容并包的態(tài)度,反復(fù)認(rèn)真論證“下一代”技術(shù)。


電池發(fā)展挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存

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應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備

對(duì)于未來電池的發(fā)展,楊裕生院士認(rèn)為,儲(chǔ)能電池的發(fā)展應(yīng)將安全因素放在首位考慮,不要片面追求高比能,應(yīng)優(yōu)先使用高安全性的電池,寧愿犧牲一些比能量規(guī)模。在蓄電的設(shè)計(jì)中要控制不發(fā)生“連鎖反應(yīng)”,要堅(jiān)持安全操作規(guī)程,決不可“濫用”。另外,電池處理不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生污染,這也是未來電池發(fā)展中應(yīng)著重注意的問題。


楊裕生院士表示,抓住各類電池的特點(diǎn),依勢發(fā)展,是當(dāng)前電池技術(shù)需要注意的問題。比如鋰離子電池,應(yīng)將安全性放在首位;鋰硫電池,則需攻克壽命、功率和安全三大關(guān);液流電池,需提高自動(dòng)化程度和能量效率,降低成本;超級(jí)電容器,應(yīng)突破高性能超級(jí)活性碳材料技術(shù),替代進(jìn)口、降低成本。


而探索新電池的方向,也應(yīng)以安全性、比能量、使用方便性為首要考慮因素。楊裕生院士提出了一個(gè)當(dāng)前研究的新型儲(chǔ)能電池——鋅鋰錳水系電池。這系列電池具有安全性高、環(huán)境友好、比能量高、成本低和使用方便的突出特點(diǎn),進(jìn)一步提高其循環(huán)性能,此類電池將成為規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域有競爭力的儲(chǔ)能器件。

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