化學(xué)電池儲(chǔ)能:技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)百花齊放,成本和性能成為勝出的核心要素,高級(jí)鉛酸電池和鋰電池技術(shù)發(fā)展可期,液流/鈉硫電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化還需時(shí)日。
鉛酸電池在目前商業(yè)化時(shí)間最長(zhǎng)、技術(shù)最為成熟的電池。鉛酸電池有三大應(yīng)用領(lǐng)域,其中汽車(chē)啟動(dòng)電池仍為其主要應(yīng)用市場(chǎng),市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)占58%的份額,增長(zhǎng)已經(jīng)趨緩。電動(dòng)自行車(chē)則為增速最快的市場(chǎng),國(guó)內(nèi)約90%的電動(dòng)自行車(chē)使用鉛酸蓄電池。儲(chǔ)能應(yīng)用主要還是作為備用電源以及家庭式儲(chǔ)能為主。鉛酸電池技術(shù)在向高級(jí)鉛酸發(fā)展,高性能的新型鉛酸電池在儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)中可以大規(guī)模應(yīng)用。
表 2鉛酸電池主要應(yīng)用領(lǐng)域
分類(lèi) |
應(yīng)用領(lǐng)域 |
汽車(chē)起動(dòng)電池 |
汽車(chē)、摩托車(chē)、拖拉機(jī)、船舶、內(nèi)燃機(jī)等點(diǎn)火、起動(dòng)、照明應(yīng)用 |
動(dòng)力電池 |
電動(dòng)助力車(chē)、電動(dòng)叉車(chē)、電動(dòng)道路車(chē)等動(dòng)力應(yīng)用 |
后備與儲(chǔ)能電池 |
電信基站、家庭儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心等備用電源 |
鋰離子電池是未來(lái)最具發(fā)展前景的儲(chǔ)能電池。鋰電池的能量高,環(huán)境友好,和鉛酸電池相比,鋰電池的比能量(75~200Wh/kg)和效率(接近100%)都比較高,是綜合性能較為優(yōu)異的電池。鋰電池按照領(lǐng)域的范圍可細(xì)分為小型鋰電、動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池。鋰電池產(chǎn)業(yè)在我國(guó)已經(jīng)具備完善的產(chǎn)業(yè)鏈。上游的鈷鎳、碳酸鋰材料,中游的正極材料、負(fù)極材料、隔膜材料和電解液材料都已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化,下游的電芯和電池管理系統(tǒng)企業(yè)也出現(xiàn)一些龍頭產(chǎn)業(yè),在這種產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上,鋰電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的具備先發(fā)優(yōu)勢(shì),最為看好。
表3鋰離子電池主要應(yīng)用領(lǐng)域
分類(lèi) |
應(yīng)用領(lǐng)域 |
小型鋰電 |
筆記本電腦、手機(jī)和數(shù)碼(攝)相機(jī)等數(shù)碼產(chǎn)品應(yīng)用 |
動(dòng)力鋰電 |
電動(dòng)汽車(chē)、自行車(chē)和電動(dòng)工具應(yīng)用 |
儲(chǔ)能鋰電 |
電信基站、家庭儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心電網(wǎng)調(diào)峰和儲(chǔ)能電站應(yīng)用 |
圖 1 中國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈全景圖
釩液流電池(VRB)是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動(dòng)液態(tài)的氧化還原電池,正在逐步進(jìn)入商用化階段。國(guó)內(nèi)的普能公司在2009年收購(gòu)加拿大VRB公司后,一舉成為全球最大的液流電池生產(chǎn)企業(yè),此外大連融科、清華大學(xué)都完成了液流電池以及關(guān)鍵材料的產(chǎn)業(yè)化,這些產(chǎn)業(yè)化工作為液流電池在國(guó)內(nèi)的大規(guī)模使用奠定了良好的基礎(chǔ)。
鈉硫電池在國(guó)外已是發(fā)展相對(duì)成熟的儲(chǔ)能電池,其壽命可以達(dá)到使用10~15年。NAS電池的技術(shù)基本是日本NGK一家獨(dú)有,目前NGK在全球的儲(chǔ)能訂單已經(jīng)達(dá)到600MW以上,中國(guó)國(guó)內(nèi)主要是上海電氣、東方電氣等一些大型集團(tuán)在研究開(kāi)發(fā),但是產(chǎn)業(yè)化的難度相對(duì)較高。
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