家 > 信息中心> 行业资讯 p {text-indent: 2em;} #zoom div {text-indent: 2em; -webkit-margin-before: 1em; -webkit-margin-after: 1em;} .zwys {font-size: 14px; font-family: Microsoft Yahoo;颜色:#656565;行高: 28px;} .dj_at {font-size: 12px; font-family: Microsoft Yahei;颜色:#656565;行高: 28px;} .dj_at a {font-size: 12px; font-family: Microsoft Yahoo;颜色:#656565;行高: 28px;} .bt_content p {font-family: Microsoft Yahei;颜色:#656565;行高: 28px;} .bt_content p span {font-family: Microsoft Yahoo;颜色:#656565;行高: 28px;} .bt_content div {font-family: Microsoft Yahoo;颜色:#656565;行高: 28px;}.bt_content div span {font-family: Microsoft Yahoo;颜色:#656565;行高: 28px;} .bt_content div p {font-family: Microsoft Yahoo;颜色:#656565;行高: 28px;} .bt_content span {font-family: Microsoft Yahoo;颜色:#656565;行高: 28px;} 函数ChangeColor(ColorName){document.getElementById('c')。style.background=ColorName;} function doZoom(size){document.getElementById('zoom')。style.fontSize=size +'px';} 陈永珍:电池储能技术问题及发展建议 资料来源:中国储能网 时间:2019-04-02 字体:[大,中,小]

2019年3月16日,中国能源与电力工业协会储能应用分会,国家微电网和分布式电网标准化技术委员会,中国科学院电气工程研究所,储能科技集团,科华恒升有限公司本单位联合主办的首届“全国储能技术与综合能源服务高级研讨会”在福建省厦门洲际酒店举行,电力公司,电力学院,设计院,系统集成商,地方经济贸易委员会和投资机构。超过230人参加了会议。

该研讨会旨在促进能源储存和综合能源系统的多环节技术和商业模式创新,并不断改善客户需求响应和业务的整体盈利能力。

中国科学院电工研究所储能技术研究组组长陈永珍在会议期间分享了主题演讲报告《电池储能技术问题与发展建议》。以下是他演讲的原文:

我很高兴有机会与您讨论四个方面。一,储能电池技术应用场景的多样化;二,电池种类多样化;三是技术内涵多元化;第四,发展目标多样化。

让我们先来看一下工业发展的背景。首先,2017年是中国能源储备发展的共识年。在此之前,关于是否开发储能存在很多争议。 2017《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》引言标志着中国储能弹簧的到来。 2018年,全球和中国的储能项目发展迅速。其次,储能发展的核心是促进可再生能源的消费。在过去的五年中,光伏风力发电的成本迅速下降,新能源汽车驱动的动力电池成本下降,导致一些缺乏竞争力的领域开始。竞争激烈,储能的多重价值正在逐步体现出来。第三,能量储存的春天已经到来。春天是萌芽和开花的季节,但储能的夏天还没有到来。如今,已经证明了各种能量存储技术,包括物理能量存储,电化学能量存储,化学能量存储和热存储以及冷藏,并且已经发现了商业应用,显示了应用中的能量存储的优点以及许多问题。特别是对于电化学储能技术,应该说“低成本,长寿命,高安全性,易回收”的总体目标仍然存在相当大的差距,需要技术创新和突破。

能量存储,可再生能源电网连接,电网辅助服务,电网传输和分配,分布式和微电网,用户侧以及非常特殊的用户端有六种应用场景:电动车辆VEG模式能量供应系统。能量存储有许多应用场景,可以大致分类能量存储的三个主要功能:第一,平滑间歇性电源波动,这种场景需要电力存储技术;第二,减少峰谷差异,提高电力系统效率和设备利用率,其中大部分都需要基于容量的储能技术;第三,增加备用容量,提高电网安全性和电能质量,这就需要UPS备用储能技术。当然,还有第四种类型的复合应用,特别是对于网格侧应用,它们参与峰值整形和紧急备份。我们称之为复合材料或基于能源的储能技术。因此,能量存储的应用场景是多种多样的。

因此,我们可以根据应用要求扭转储能电池的类型,可以分为四类:容量蓄电池,蓄电池,储能电池和备用储能电池。根据电池使用的功率容量比例做出改变将有助于我们开发不同类型的储能电池技术。特别是备用储能电池。目前,完全可以使用从大到小的级联动力电池,但仍然很难从小到大,并且其一致性,安全性问题和成本面临巨大挑战。然而,在一些替代能量存储方案中仍然可以使用动力电池级联。所谓的备用型储能器可以每年充电和放电几次,而不是每天充电和放电。

我们经常谈论储能技术,尤其是储能电池技术。那么,什么是储能电池技术,它的技术内涵是什么?我总结说,储能电池技术应该包括六个主要内涵。

首先是材料技术,这是基础。但是,对于储能电池,我特别要强调材料特性,特别是实验室研究的材料特性。它与未来电池存储和储能应用的实际电池性能仍有很大差异,所以一定不能实验室材料的性能相当于储能电池的性能,并不能等同于性能储能电池系统。

第二是结构技术。与小型消费电池相比,能量存储方案需要高功率和大容量。因此,未来对蓄电池的研究和开发应充分考虑电池内部结构和外部结构的一体化设计,通过一些内部结构的创新和发展,降低外部系统的成本和安全压力。 。这是未来对储能电池结构技术的研究。重要的方向。我希望我们的储能电池可以从“小而富有”转变为耐用的“愚蠢和愚蠢”,以满足电力系统的实际场景要求。

三是制造技术。特别是对于锂离子电池,其制造技术源于先前的磁带技术。粘合薄膜电解结构的使用需要高精度,非常复杂的数百种制造工艺。将来,如果要降低制造成本,就需要结合电池的结构创新,使整个制造过程变得简单,而不是朝着复杂的方向发展。

第四应用技术。能量存储电池应用技术是一种电池存储技术,通常在电力系统中被提及并且定义狭窄,包括系统集成技术,BMS,PCS和EMS。应用技术非常重要。有必要针对不同的应用场景开发相应的应用技术,积累应用数据,发现应用问题,评估应用经济性。未来,应该有一个以应用技术开发为核心的独立储能电池系统应用服务提供商。它负责储能系统的设计规划,租赁运营和维护以及废物回收,并与保险公司合作,保证系统的使用寿命和运行。安全。

第五再生技术。我们的消费电池寿命为三到五年,因为我们的手机必须在三到五年内更换,电池寿命不长。然而,电池系统要求电池储能系统的预期寿命为10年或更长,而十年几乎是现有电池的上限。因此,在能量存储系统的未来操作中,可能需要开发新的电池再生技术以延长能量存储电池的使用寿命。当电池使用一段时间后,可以通过原位修复正负材料表面上的SEI薄膜来重新激活电池性能,并补充和更换电解液,从而延长实际的日历寿命储存的锂电池。例如,锂浆电池的浆料厚电极形态使其具有在其寿命期间在线再生的可能性。

最后一项,回收技术,非常重要。包括废旧电池更换技术,安全运输技术,回收技术和资源回收技术。锂电池的回收工艺和技术尚不成熟。需要结合材料技术和结构技术,开发便于回收利用的新型蓄电池技术。创新和改进产品设计,并从生产方面提前考虑电池回收过程。为了实现储能锂电池行业资源的可持续发展,这具有重要的战略意义。这两天该协会正在接受世界银行专家调查现有的电池回收情况。包括更换处理,安全运输,报废回收和资源再利用。我们知道废弃电池的危险性高于新电池的危险。电池报废后我们怎样才能返回基地?是否有可能开发创新技术?电池报废前的安全处理使得绝对不可能燃烧和爆炸,这是蓄电池的新课题。

因此,储能电池的技术内涵非常丰富。这六个技术内涵要求我们在各个方面取得突破,而不仅仅是材料技术的突破。

行业痛点。储能电池存在的四个综合问题:成本高,寿命短,安全性差,回收困难。对于锂离子电池来说,粘接涂膜电极结构和与极耳并联连接的内极片是核心设计思想,这给电池单元和电池的均匀设计带来了根本问题。系统。昨天我们去了科华,科华的陈先生说纳米粒子材料在电池中的应用需要纳米级的机械控制和功率控制,这是有道理的。这要求现有的电池制造控制精度非常高。为什么?由于其电极层仅为超过100微米的薄层并且包含纳米级颗粒,因此需要高精度控制,这使得电池制造的成本更加困难。因此,需要创新技术,例如,开发容量型超厚电极技术,以降低制造精度的绝对要求,并降低储能电池的制造成本。

因此,我们说能量蓄电池的发展已逐渐从消费电池的高能量密度的主要要求转变为低成本的核心要求。只需要在手机中使用电池,手机就不能与电池分开,因此电池便宜,价格昂贵,而且必须使用电池。然而,如果能量存储电池太昂贵,则可以使用电力系统,甚至可以使用非能量存储方法来解决能量存储中的一些问题。因此,“低成本”已成为我们储能电池发展的首要目标。

我将一般性地解释发展目标。狭义的能量存储电池成本仅包括一个(购买)成本,并且通用的能量存储电池成本还包括二次(操作和维护)成本和三个(恢复)成本。其中,主要成本包括电池的材料成本和制造成本。在材料成本降低的空间有限的情况下,电池结构技术的颠覆设计,简化电池生产工艺,降低制造成本和劳动力成本,将是新能源蓄电池的重要成本降低方向。次要成本与电池寿命密切相关。有必要结合材料技术和结构技术,开发新的修复和再生技术,提高电池寿命,降低容量电池的电力成本和动力电池的频率成本。这三项成本主要是指电池的回收成本。目前,如果储能电池的回收过程完全符合环保标准,成本仍然很高,要有创新的电池设计思路和回收利用的思路,以降低电池的三项成本。

能量存储电池现在相对昂贵,因此它们可以在一些补充方案中首先应用。在未来,随着成本的下降,它们将逐渐转向竞争情景。

第二个长寿命,电池循环寿命是日历寿命的基础,但与电池的实际日历寿命不一样。目前,仍然缺乏合适的加速老化测试标准,其可以对应于电池的实际日历衰减变化。除了需要建立相关的测试标准外,未来还需要开发创新的在线维修和再生技术,以提高储能电池的日历寿命,并满足实际储能条件的要求。如果实验室测试的电池循环寿命是3650次,即使它是一天充电,一年365次,一年365天,仅十年的3650次,我们不能说电池的日历寿命为十年。由于电池是高度不平衡的化学系统,因此即使没有充电和放电也很重要,并且其性能也会衰减。因此,未来开发回收技术的原因就在这里。而且,应用程序的开发方向将从目前的被动更换到未来的主动操作和维护,我们需要积极的操作和维护。我们的抽水蓄能电站每年的运营成本近7000万元至8000万元。为什么电化学储能系统不需要操作和维护?这是不可能的。

第三是目标是高安全性。储能电池的安全性非常重要。相对而言,液流电池,如液流电池和铅酸电池具有更好的安全性,可以满足储能电站的安全要求,但也要严格控制电池的充电截止电压,以防止水溶液的超压。氢爆;有机锂离子电池的安全性更加突出。目前,它处于安全网格以上60个点,需要通过技术打破;固态电池不含易燃电解质,因此具有最高的安全性。在未来,大规模生产后,它可能首先应用于一些具有高安全性要求的特殊场景。然而,固态电池的规模用于电力存储,并且在降低成本和系统一致性方面仍存在相当大的困难。此外,固态电池的回收也是一个主要问题。

在发生电池短路后避免电池短路(内部或外部)和紧急维护技术的安全防范技术是储能电池安全技术发展的重要方向。仅通过外部灭火装置进行储能锂电池的安全保护是不够的。未来,有必要开发破坏性电池结构技术和安全维护技术,彻底解决电池内部的电池安全问题,确保蓄电池的安全。运输和储能电站的安全运行。

第四个目标是易于回收。资源的循环利用将是未来储能电池规模应用的最大挑战。储能电池有三个基本要求,以实现轻松回收:1。电池回收过程符合安全和环境标准; 2.稀有贵金属元素接近100%回收; 3.电池有一定的剩余价值。

现在示范应用的储能锂电池系统基本上不考虑将来电池报废后的回收过程。更严重的是,电池行业普遍存在误解,废旧锂电池富含各种贵重贵金属,因此无需担心回收利用。

实际情况是报废电池的“价值”与“环保”之间存在着严重的矛盾和矛盾。现有储能锂电池的材料系统选择和电池结构设计使得有价值的回收过程完全符合环保要求。工作非常困难。可再生能源的发展需要可再生能源储存的支持。例如,如果能量存储电池材料的资源不能很好地再循环,则只有70%的锂电池被回收利用。目前,如果你想要达到90%以上的回收率,你可以在技术上做到这一点,但是根本不能接受成本。现在只提取有利可图的元素,然后废弃和填埋其他未经处理的元素。未来,如果我们想要回收90%以上的材料,我们必须开发新的储能电池结构技术和易于回收的回收技术。

我们现有的示范和商业应用行业当然基于现有的相对成熟的技术产品,例如磷酸铁锂电池,其现在逐渐应用于电网侧和用户侧的能量存储站的构造。但是,基于上述发展目标之间的差距,我们需要在未来开发新的储能电池技术。我们需要彻底摆脱小型电池的结构设计,开发颠覆性的大规模储能电池技术,例如用于容积式储能。电池技术,高压蓄电池技术,以及其他技术方向。数以百计的鲜花盛开,数百所学校争辩。让我简要介绍一下下面的工作。

在锂浆电池中,电池的全部或一部分电极由浆料状态的锂存储活性材料,导电剂和电解质组成。我们团队在2015年发明专利中首次正式提出了锂浆电池的技术名称,但最初的研发工作始于八年前。与传统锂离子电池的固定键合电极不同,锂糊电池具有超厚浆料电极和可维持再生的两个重要技术特征。

超厚浆料电极:浆料状态下电极的厚度可以达到毫米级的超厚度,这是普通锂离子电池涂层电极厚度的10倍以上。绝对精度控制更容易,电池制造成本降低,单电极片容量大大提高,更适合提供大容量储能输出;非键合状态电极没有松动问题,并且具有长的动态寿命。

可维持的再生:电池使用一段时间后,电池的内部接口通过液体交换再生技术进行修复,以延长电池寿命并延长日历寿命。电池报废后,非键合电极易于回收,达到90%以上。低成本回收材料。

目前,已经在光伏储能系统和低速电动车辆中展示了锂浆电池。这是第三方安全测试。这是一项专利。我们申请了90多项发明专利,并在国际上拥有独立的技术卡路线。这是我们的试点基地,共1400平方米,已开发出第一代试验产品,目前正在开发第二代,预计下半年开始扩大生产线。

能量存储的应用场景是多种多样的。因此,没有一种技术可以解决所有能源存储问题。锂离子电池是一种典型的容量电池,不适合高速运行。因此,高功率能量存储方案需要其他新技术来开发应用,例如高压电池。

综上所述,首先是需求导向,根据不同应用领域的实际需求开发自适应储能技术,成本低,寿命长,安全性高,易回收是储能电池技术发展的总体目标。其次,未来需要创新,不仅仅是材料创新,还需要结构技术,制造技术,维修技术,回收技术和应用技术创新。有许多研究和开发工作要做。第三,虽然实验室中出现了各种新技术,但在过去的五年中,专门针对不同储能应用的创新结构设计的大容量,大功率储能锂电池将获得最广泛的应用。在能源储存有助于减少可再生能源消耗以降低可再生能源成本之前,还有很长的路要走。

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