鉅大LARGE | 點擊量:896次 | 2019年03月22日
高安全高能效長壽儲能電池-鈉鹽電池
隨著儲能產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,國內(nèi)相關(guān)機構(gòu)、企業(yè)不斷研發(fā)新技術(shù),欲在產(chǎn)業(yè)爆發(fā)前占領(lǐng)制高點。在眾多的儲能技術(shù)中,電化學儲能潛力巨大,在儲能領(lǐng)域嶄露頭角。
其中,鉛酸電池、鋰離子電池儲能技術(shù)占據(jù)中國整個儲能裝機總量的94%,居于主導地位。
但是隨著儲能的發(fā)展,鉛酸電池和鋰電池在某些場合顯示出諸多不足,例如寬溫性能,一般鉛酸電池在-10℃;鋰電在-20℃以下,性能會大大衰減,甚至無法使用,溫度高于50℃,就要給儲能系統(tǒng)配置空調(diào)、水冷風冷等降溫措施,否則電池無法正常工作。
另外鋰電池具有非常大的安全隱患,由于其有機電解液體系以及高分子隔膜的使用,很容易出現(xiàn)內(nèi)短路,并且短路后出現(xiàn)熱失控,導致起火爆炸等災(zāi)難,造成嚴重的電網(wǎng)安全事故和財產(chǎn)損失;鉛酸電池循環(huán)壽命短,不能與電網(wǎng)設(shè)備匹配,需要頻繁更換電池才能保證其與電網(wǎng)設(shè)備同生命周期,增加了維護的復雜性和成本,另外其能量密度較低,占地空間較大限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。
今天向大介紹一款“古老而又新型的”儲能電池-鈉鹽電池。
鈉鹽電池發(fā)明于1978年。其正極是固態(tài)NiCl2,負極為液態(tài)Na,電解質(zhì)為固態(tài)β-Al2O3陶瓷及四氯鋁酸鈉等無機鹽體系,該電池具有如下特點:
1.安全性高,無論是化學體系、生產(chǎn)環(huán)節(jié)和使用環(huán)節(jié)都根本上杜絕了起火爆炸等問題,通過了嚴苛的過充過放、針刺、擠壓、高空跌落、鹽水浸泡、槍擊等測試能,已被充分證明是一款絕對安全的電池。
2.能量密度高,體積能量密度為440Wh/L,是鉛酸電池的8倍,磷酸鐵鋰電池的2-3倍,與三元鋰電池相當,重量能量密度達130-180Wh/kg,是鉛酸電池的4-5倍,優(yōu)于磷酸鐵鋰電池,為用戶節(jié)約了占地空間。
3.使用壽命長,根據(jù)不同工況,壽命達4500-15000次,是鉛酸電池的10-20倍,遠高于同類工況鋰電壽命,日歷壽命長達15-25年以上,和新能源(如太陽能發(fā)電)設(shè)備等壽命,避免傳統(tǒng)儲能方案的更換電池的麻煩且運營成本低,全生命周期看成本優(yōu)勢顯著。
4.耐酷暑嚴寒,電池特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及化學體系的特點,該電池具有非常好的耐候性在-50℃到+65℃的環(huán)境下,不論在南極、北極或赤道地區(qū),依然能夠正常工作,環(huán)境適應(yīng)能力及強。
2018年以后,在電網(wǎng)側(cè)儲能大規(guī)模爆發(fā)的帶動下,儲能市場呈現(xiàn)轉(zhuǎn)機,全球儲能發(fā)展提速,據(jù)預測2019年全球年度儲能裝機將首次超過10GWh,中國市場進入“GW/GWh”時代,彭博新能源財經(jīng)(BNEF)預言,全球的儲能裝機量最早可能在2025年達到100GWh,并在2030年左右突破300GWh。到2040年,預計全球能源存儲市場將累計增長至942GWh,價值約6200億美元。目前這個階段非常關(guān)鍵,在可再生能源沒有出現(xiàn)“階躍式”發(fā)展之前以及電力市場化改革剛起步的階段,未來儲能的發(fā)展路徑對市場格局重塑發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。目前儲能產(chǎn)業(yè)正站在“十字路口”,在“冰”與“火”的裹挾中走向何方,需要每一位儲能人的深思和努力。
如何選擇一款具有較好安全、高能、長壽的儲能系統(tǒng)是對行業(yè)、產(chǎn)業(yè)以及政府智慧的考驗。
鈉鹽電池主要運用在電網(wǎng)儲能、通訊基站及動力電源領(lǐng)域,能有效調(diào)節(jié)可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中用電與發(fā)電的時差矛盾,提高發(fā)電設(shè)備的利用率,為解決當前綠色能源發(fā)展中存在的因儲能能力不足導致的棄風、棄光、棄谷電問題提供有效的解決途徑,同時為電能的合理利用和智能電網(wǎng)發(fā)展提供有力支撐,為新一代高能效汽車、火車機車和礦用車輛、船舶等領(lǐng)域的大型混合動力或純電動交通工具提供動力,具有良好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。