电化学储能电池选型

    近年来, 电化学储能技术正朝着更高能量密度、 更低成本、 更好安全性和更长循环寿命的方向迈进。 在各类新型储能技术中, 锂离子电池累计装机规模最大, 市场份额超过90%。 但是由于锂离子电池的发展受自然资源的制约, 钠离子电池资源丰富的优势逐渐显现, 未来将与锂离子电池形成互补。 同时由于电力系统对长时储能的需求, 液流电池也将迎来发展机遇。 下面简单介绍几种主流电化学储能技术路线的工作原理和特点:

1. 锂离子电池
    锂离子电池工作原理是在充电时锂原子变成锂离子, 通过电解质向碳极迁移, 在碳极与外部电子结合后作为锂原子储存; 放电时整个过程逆转。

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    锂电池具有能量密度大、 寿命长、 重量轻、 循环性能好等优点, 在手机、 手表乃至汽车等多个领域均有应用。 但是其缺点也较为明显, 存在着价格昂贵, 安全性较差, 且必须有保护线路, 防止电池被过充过放电, 造成生产要求条件高、成本高, 使用条件有限制, 高低温使用危险大等问题, 未来技术创新趋势主要围绕安全、 技术等层面进行提升。锂离子电池中磷酸铁锂正极由于成本较低, 安全性和循环寿命更高, 在储能领域应用广泛。

2. 钠离子电池
    与锂离子电池相比, 钠离子电池原材料丰富, 成本降低约
20%, 但电池能量密度较低, 产业链配套不完善, 未来发展趋势主要围绕提升能量密度和通过产业链配套进一步降低建设成本等方面。

3. 液流电池
    液流电池工作原理是电解液中的活性物质离子在惰性电极表面发生价态的变化, 进而完成充放电。 电解液(储能介质) 存储在电池外部的电解液储罐中, 电池内部正负极之间由离子交换膜分隔成彼此相互独立的两室(正极侧与负极侧),电池工作时正负极电解液由各自的送液泵强制通过各自反应室循环流动, 参与电化学反应。
    充电时电池外接电源, 将电能转化为化学能, 储存在电解液中; 放电时电池外接负载, 将储存在电解质溶液中的化学能转化为电能, 供负载使用。 

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    液流电池的功能非常灵活, 功率和容量可独立设计, 输出功率由电池模块的大小和数量决定, 储能容量由电解液的浓度和体积决定。 液流电池的优点是能量效率高、 性价比高,使用寿命长, 安全性高。 其缺点是成本费用过高, 很难适应大规模应用, 生产技术也不稳定, 渗漏液技术有待攻克等。

4. 特点对比

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