蓄电池优缺点(1)(1)
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储能电池对电池能量密度要求不高，但由于储能项目通常盈利回收期较长，因此要求搭载的电池有足够的寿命。以目前应用最广的锂离子电池为例，目前在储能项目中大多使用磷酸铁锂离子电池。与用于车载的主流电池三元锂离子电池相比，磷酸铁锂离子电池具有成本较低、寿命较长的优势，更适用于搭载在储能系统上。
锂离子电池：
锂离子电池因其能量密度高、使用寿命长、适用温度范围宽等特点，近***占据领导地位。据统计，2018年全球电化学储能新增装机中，锂离子电池几乎一统天下，占比94％。
但锂离子电池用于储能，也存在着一些天然的劣势。*_**副董事长黄世霖曾公开表示对动力锂电池梯次利用储能表示怀疑态度：
一、使用寿命短。4000个循环的动力锂电池衰减到2000个循环，假如装在储能系统里面，仅仅做削峰填谷的话，磷酸铁锂能用三到四年，而三元电池只能用两年；
二、成本高。动力锂电池假如从回收到运输再进行检测，再做成储能系统的话，隐形成本非常高；
三、存在安全隐患。目前汽车主流电池是三元电池，假如系统设计得不够好，或者系统超期服役的话，会留下许多安全隐患；
四、技术路线不同。动力锂电池和储能电池技术路线是有差异的，动力锂电池提升能量密度后循环寿命会越降越少，再拿来做梯级利用并不合适。
基于此，目前已有不少动力锂***开始进军储能领域，生产适用于搭载在储能系统上的储能电池。以国内动力锂电池***宁德时代为例：2019年，宁德时代将规模化量产循环寿命10000次以上储能电池。据业内人士估计，宁德时代2022储能电池年出货量将达1GWh以上，对应市占率会提升至14%左右。
钛酸锂电池是一种用作锂离子电池负极材料-钛酸锂，可与锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等正极材料组成2.4V或1.9V的锂离子二次电池。此外，它还可以用作正极，与金属锂或锂合金负极组成1.5V的锂二次电池。 钛酸锂电池为何没有成为主流_钛酸锂电池优缺点详解 钛酸锂（LTO）材料在电池中作为负极材料使用，由于其自身特性的原因，材料与电解液之间容易发生相互作用并在充放循环反应过程中产生气体析出，因此普通的钛酸锂电池容易发生胀气，导致电芯鼓包，电性能也会大幅下降，极大地降低了钛酸锂电池的理论循环寿命。测试数据表明，普通的钛酸锂电池在经过1500-2000次左右的循环就会发生胀气的现象，导致无法正常使用，这也是制约钛酸锂电池大规模应用的一个重要原因。 钛酸锂（LTO）电池性能改进是单个材料的性能的提升以及各关键材料的有机整合的综合体现。针对快速充电与长使用寿命的要求，除负极材料以外，还要针对锂离子电池的其他关键原材料（包括正极材料、隔膜、以及电解液），同时结合特殊的工程化工艺经验，最终形成了“不胀气”的钛酸锂LpTO电池产品，并首先实现了在电动公交客车上的批量应用。 测试数据表明，在6C充电，6C放电，100%DOD的条件下，钛酸锂LpTO单体电池的循环寿命超过25000次，剩余容量超过80%，同时电芯产生的胀气现象不明显，不影响其寿命；而重庆快速充电纯电动公交的实际应用情况也表明，在电池成组以后，电性能的表现也相当优异，可以保证纯电动公交客车的日常商业化运营。 钛酸锂电池优点 钛酸锂电池为何没有成为主流_钛酸锂电池优缺点详解 1、安全稳定性好 传统的碳电极在嵌锂之后一旦过充，电极的表面容易析出金属锂，其与电解液接触发生反应会产生可燃性气体，带来安全隐患。钛酸锂的电势比纯金属锂的电势高，不易产生锂晶枝，放电电压平稳，而且，因此提高了锂电池的安全性能。曾有第三方机构对钛酸锂电池进行测试发现，在针刺、挤压、短路等严苛测试下，不冒烟、不起火、不爆炸，安全性远高于其他锂电池。因此也有很多业内人士认为钛酸锂十分适合用在对电池稳定性要求极高的特种等领域。 电动汽车的安全稳定性能是消费者最为关注的指标，无论续航里程多远，如果不能解决安全问题，消费者开的不过是一辆装着不定时炸弹的车子，而钛酸锂电池的超安全性能无疑将会受到消费者的青睐。 2、快充性能优异 与碳负极材料相比，钛酸锂具有较高的锂离子扩散系数，可高倍率充放电。在大大缩短充电时间的同时，对循环寿命的影响较小，热稳定性也较强。据测试，最新技术研发的钛酸锂电池十分钟左右即可充满，比传统的电池有了质的飞跃。 充电时间太长一直是电动汽车发展过程中难以跨越的障碍。一般采用慢充的纯电动公交车，充电时间至少要4个小时以上，很多纯电动乘用车的充电时间更是长达8个小时。电动车辆的快速充电是未来的趋势，消费者不愿浪费太多时间在等待充电这个环节。 3、循环寿命长 电池循环寿命决定整个新能源车的性价比，是未来新能源车脱离补贴政策后的主要竞争点。汽车电池循环寿命的延长，让消费者能够买得起、养得起。 其他的传统锂离子电池，比如磷酸铁锂电池，在使用过程中会出现容量大幅衰减、寿命缩短的问题，不仅影响了用户的正常使用，还增加了电池更换成本。这种不佳的使用体验，很可能让消费者对电动汽车望而却步，从而不利于新能源汽车行业的可持续发展。钛酸锂电池则很好地解决了这些问题。 钛酸锂电池在充放电时，锂离子嵌入和脱嵌不会造成钛酸锂晶型结构的变化，因此对钛酸锂材料的结构几乎没有影响。正因如此，钛酸锂也被称为“零应变材料”。钛酸锂电池与当前“慢充最多使用5年、快充最多使用2年”的磷酸铁锂电池相比，优势十分突出。根据试验数据测定，普通电池循环使用寿命平均为3000次，而钛酸锂电池完全充放电循环次数可达3万次以上，在作为动力电池使用10年之后，可能还能作为储能电池再用20年。这也意味着，钛酸锂电池可以做到与车辆同生命周期，用户在实际使用中不用更换电池，几乎不增加后期成本。 4、耐宽温性能良好 钛酸锂电池的尖晶石结构具有三维锂离子扩散通道，因此钛酸锂电池在高低温性能上的表现也十分优异。一般电动汽车在零下10℃时充放电就会出现问题，钛酸锂电池耐宽温性能良好，耐用性强，在零下50℃到零上60℃均可正常充放电，无论是在冰封的北国，还是在炎热的南方，车辆都不会因电池“休克”而影响工作，消除了用户的后顾之忧。 钛酸锂电池的这些优势，能大幅节省充电站场地建设和人员配置成本等，更适合在公交领域的推广应用，而公交系统正是我国新能源客车推广应用的“主战场”。来自目前推广应用新能源车比例最高的公交市场的反馈显示，快充方式更加适合当前公交市场的实际需求。河北邯郸一家公交企业应用钛酸锂电池的新能源公交车运营已有两年多时间，其相关负责人的体会是：“一辆车快充6－10分钟就可以充满，驾驶员换班休息的间隙就能充好。” 钛酸锂电池负极采用钛酸锂，相比负极用石墨的主流锂电池，市场份额十分小众。资料显示，在新能源客车中，钛酸锂电池的市场份额占比约为3%，远低于磷酸铁锂电池88%的市场份额;而在乘用车领域，钛酸锂电池则和其他少数派技术一起，分享着3%的市场空间。 钛酸锂电池为何没有成为主流_钛酸锂电池优缺点详解 钛酸锂电池为何没有成为主流？造成这种现象的原因主要有以下几种因素： 1、锂电池寿命、性能等是受到多个方面的影响，特别是四大材料的影响。钛酸锂仅是负极材料，一个材料再怎么进步，也很难因此让产品产生无可匹敌的优势。更何况正极材料才是影响锂电池性能最重要的材料。 2、钛酸锂电池，最大的劣势是能量密度低，成本高。特别是能量密度低是因为负极材料钛酸锂的原理性能决定，很难有大的突破空间。成本可以通过规模化降低，而基于原理上的弱点，无法通过技术来改变。 3、至于钛酸锂电池宣称的使用寿命长，更难被认证。电池寿命还受到正极材料、电解液、隔膜、使用温度等综合影响。钛酸锂做负极，本身也存在胀气和长时间使用一致性降低等问题，目前原理上也不能证明太酸锂电池会比其他电池寿命长。目前磷酸铁锂、三元电池，循环寿命已经可以做到2000次以上，按一般等使用频率看，已经可以做到7-10年，随着技术的进步，存在3000次、4000次也不会太遥远，局势从性能上，已经可以使用超过10年甚至达到20年的使用寿命，将超过汽车的一般的生命周期。钛酸锂电池即使做到了长寿命，也没优势。 4、钛酸锂电池做的企业少，将导致产业整体研发投入少，从目前电池企业研发投入及规划投入看，也很少企业会重点发展钛酸锂电池。未来，其他锂电池技术进步速度将超过钛酸锂电池。 5、战新产研从产业趋势角度看，不要相信国际主流企业都做不好的技术，会在中国发光发热。中国基础研究还远达不到国际先进企业水平，想在国际技术潮流中捡漏，无异于异想天开。钛酸锂电池未来市场空间将十分有限。汽车产业基本没有空间，未来汽车产业的空间将比现在还小。储能领域可以尝试，但也绝对不会成为主流，再加上价格高昂，与未来储能有望用动力电池二次利用的高性价比相比，钛酸锂在储能领域前景也堪忧。 发展现状 钛酸锂电池为何没有成为主流_钛酸锂电池优缺点详解 尽管钛酸锂电池还存在一些不足，但它在安全性能、充放电以及循环寿命等方面的显著优势，直指当今市面上其它类型动力电池的痛点。目前，国内从事研发钛酸锂电池的企业有银某某、微宏动力等，随着这些企业对钛酸锂研发力度的加大，一些技术难题也将会被陆续突破。 据了解，已掌握钛酸锂核心技术的银某某，其所研发的第四代高能量密度钛酸锂电池，与第三代相比成本下降40％，能量密度提高60％。银某某还掌握了氢钛研发这一核心技术，该技术将有效解决电池能量密度的问题，目前，银某某不仅在北京、石家庄、邯郸、珠海等国内30多个城市实现产品的成功运营，还顺利进入了美国、德国、法国等海外市场。2015年，银某某全年销售订单近7000辆。据了解，未来银某某还将通过钛酸锂电池和燃料电池的结合，解决新能源汽车续航里程短的难题。 微宏动力多年来也一直专注于锂离子动力电池核心材料的研发，并将钛酸锂电池的研发作为其主要战略方向。2011年，微宏动力投入了国内第一条快充公交线路，到2015年实现年销售额15亿元。经过多年研究，微宏动力选择了能承受快充大电流、具有尖晶石结构的钛酸锂多孔复合碳做负极材料，在2013年发布了第二代快充电池LpCO锂电池，为了避免快充时高功率电流对电池安全性造成的威胁，结合了不燃烧电解液、高孔隙率高透气性隔膜技术以及STL智能热控流体技术，来提升充电的安全性。2016年6月9日，在由英国《金融时报》举办的“转型创新商业奖”的颁奖典礼上，微宏动力荣获了“低碳城市转型创新成就奖”及“转型创新商业卓越奖”，成为入选该典礼的唯一一家中国企业。 尽管外界对钛酸锂电池的争论仍未停止，但争议并非坏事。让不同的声音充分表达出来，真理才能越辩越明。尽管对钛酸锂电池的争议在某种程度上会影响市场和消费者对钛酸锂电池的信心，也可能会影响投资决定，但从钛酸锂电池所具备的五大优势、未来钛酸锂电池技术方面的持续突破，以及银某某、微宏动力等企业在钛酸锂配套汽车方面的运营经验可以判断，未来钛酸锂电池或将会成为新能源汽车电池技术的一股“有生力量”。
铅酸电池：
我国铅酸电池技术成熟，也是全球最大的铅酸蓄电池生产国和铅酸蓄电池消耗国。电池材料来源广泛，成本较低，其缺点是循环次数少，使用寿命短，在生产回收等环节处理不当易造成污染环境。
我国大型国有通信基础设施综合***我国铁塔在2018年之前一直使用铅酸电池作为通信基站的备用电源。2015年开始，我国铁塔陆续在12个省市3000多个基站开展梯次利用电池替换铅酸电池试验。2018年，我国铁塔已停止采购铅酸电池，统一采购梯次利用电池。截至2018年底，已在全国31个省市约12万个基站使用梯次电池约1.5GWh，替代铅酸电池约4.5万吨。
目前，铅酸电池的重要***有南都电源、圣阳电源、双登集团、天能电池、上海西恩迪等。***的电池产品在储能领域有着广泛应用。
南都电源储能技术路线以蓄电池为主。据了解，南都电源积极推广的铅炭电池技术商业化储能电站项目，具备显著的经济性优势。据测算，在0.9元/kWh的峰谷电价差下，仅通过削峰填谷模式，公司每1MWh储能电站的年运营利润总额约10万元左右，内部收益率高达11%。
圣阳电源目前已形成了成熟的铅炭电池技术，其生产的FCP铅炭电池，引进日本古某某***先进的铅炭技术及产品设计和制造相关经验，实现了70%DOD深循环次数超过4200次，设计寿命15年，应用于新能源接入、分布式发电、智能电网等。
双登集团是储能微网解决方法的供应商，目前已经形成了风光储微电网、削峰填谷储能电站、风光柴电混合基站供电系统、边海防供电系统等多种储能应用解决方法，拥有系列化、标准化、模块化的储能系统产品。在国网张北风光储输示范电站，配有12MWh蓄电池储能;在中广核祁连微网储能系统中，28MWh管式胶体铅酸蓄电池系统作为主电源，与锂离子电池配合实现微电网的稳定运行和能量优化管理。
钠硫电池：
钠硫电池是由熔融电极和固体电解质组成，负极的活性物质为熔融金属钠，正极活性物质为液态硫和多硫化钠熔盐。具有体积小、容量大、寿命长、效率高等优点。在电力储能中广泛应用于削峰填谷、应急电源、风力发电等储能方面。
钠硫电池能量密度高达760Wh/kg左右，转换效率接近100%，电池循环次数高达2500次以上。然而不足是成本高昂，达2000美元/kWh左右;对工作环境要求苛刻，300℃方能启动，假如发生短路故障，温度会高达2000℃左右，因此对技术有着极高的要求，钠硫储能电池国外应用较多，国内未能大规模推广。
液流电池：
液流电池一般称为氧化还原液流电池，是一种新型的大型电化学储能装置，正负极全使用钒盐溶液的称为全钒液流电池，简称钒电池。全钒液流电池是一种新型蓄电储能设备，不仅可以用作太阳能、风能发电过程配套的储能装置，还可以用于电网调峰，提高电网稳定性，保障电网安全。
与其他储能电池相比，液流电池具有设计灵活、充放电应答速度快，性能好、电池使用寿命长，电解质溶液容易再生循环使用、选址自由度大、安全性高、对环境友好、能量效率高、启动速度快等优点。
全钒液流电池优缺点
优点：
1.应用范围广泛
可应用在风能发电市面、国家电网调峰、新能源电动车电源、ups电源和EPS应急电源、配电、军工蓄电池、光伏发电上边。
2.设计构思灵活多变，充、放电性能好，电容量高
钒电池的功能非常灵活，功率和容积可以独立设计构思。额定功率关键在于电堆，可根据改变单电池数量或电极的面积来改善。而容积主要关键在于钒离子的量，可根据改善电解液的体积和钒离子浓度构建。
3.系统可全自动设备封闭式运作，生产制造低成本，绿色环保无污染
自然环境适应力较高电池性能受环境温度影响较小，当环境温度完全恢复时，电池容量同样也可以完全恢复。该系统可全自动设备封闭式工作，并不会造成有机气体及废弃电解液。
4.不像锂电池一样容易造成发生爆炸，安全性高
论上安全性高。因其活性物质存在于电解液中，并不会引起物象变化，可深度放电而不影响电池寿命。另外，其反应过程不造成H2等气体，无发生爆炸风险，也不会有短路故障的问题。
5.能量效率高、性价比高，使用寿命长
寿命长。深放电循环性能强，过放电后再充电，容积非常容易完全恢复，并且超深度放电不引起电池的不可逆损伤
缺点：
1.储能技术成本费用过高，很难大规模大面积应用
全钒液流电池的储能技术成本费用还是相对较高的。这给大规模应用带来了困难。
2.技术生产技术还没稳定，渗漏液技术并没有攻克
钒液流电池还存在电解液、离子交换膜等至关重要材料的牵制。最后有多大进步，还得看技术和市面。
全钒液流电池是最具应用前景的大规模储能技术之一，具有设计灵活、可逆性高、正负极电解液组分相同、无交叉污染风险等优点，特别适合用于大型的固定场地的电能存储。尽管全钒液流电池具有诸多优势，但是其工作温度范围较窄也成为了限制其应用的严重阻碍，一般情况下全钒液流电池长时间安全工作的温度被限制在10~40℃之间，温度过高或过低时，电解液均易出现沉淀、堵塞等问题，严重影响了电池的安全高效运行。
全钒液流电池的发展前景
作为储能领域里的新秀，全钒液流电池缘何受到如此多的关注？未来全钒液流电池发展前景如何？为此，记者采访了多位业内人士。
安全、可回收优势明显
全钒液流电池利用不同价态钒离子之间的相互转化，通过储存、释放化学能从而实现充放电的过程。与目前储能电站的主流电池——使用非水电解液的锂电池不同，由于全钒液流电池电解质离子存在于水溶液中，发生过热、爆炸的可能性大大降低，液流电池的安全性能让其在电池领域脱颖而出。
“坦率地讲，锂电池仍面临着安全性问题的挑战。锂电池导致的爆炸事故不仅是经济损失的问题，也可能带来严重的人身伤害。”中科院*_**洁净能源国家实验室储能技术研究部部长张某某表示，“但全钒电池是稀硫酸和钒的水溶液，只要管理得当就不存在爆炸的危险。”
**_*在全国多地建有全钒液流电池储能项目，该公司亚太区经理匡某某告诉记者，“与锂电池相比，全钒液流电池的特点很突出。最大的特点是安全，全钒液流电池可以做到兆瓦级、百兆瓦级，在电动汽车的规模上做锂电池比较适合，但是做大了就没那么安全。”
同时，张某某指出，全钒液流电池另一个优势在于，其电解液在废弃回收处理后，能够实现重复利用。近年来，随着电动汽车产业扩张，大量报废的锂电池由于含有重金属镍与钴，需要进行大规模的环保回收处理，这也成为了行业内亟需解决的问题。但全钒液流电池的充放电主要是钒离子价态变化，张某某指出，“电解液在充放电不会产生杂质，也不会产生环境污染物，回收经过处理后仍有利用价值，相当于是‘半永久’、可以保值的产品。”
值得一提的是，除安全、可回收等优势外，全钒液流电池生命周期相对更长，目前所建储能电站使用寿命均可达15年左右。“全钒液流电池储能电站建设成本更高，但度电成本可能比锂电池更低。”匡某某说。
原料成本飘忽不定
尽管全钒液流电池优势突出，但钒作为一种稀有金属，其原料成本目前是限制全钒液流电池发展的主要影响因素。据了解，钒通常在地壳中以化合物的形态存在，主要分布地区为中国、俄罗斯与南非，其中我国钒矿资源占全球总量的1/3左右。“以材料掌握度来看，全钒液流电池的关键材料钒，中国具有矿场产地优势，因此有开发的价值。”咨询机构EnergyTrend研究经理吕某某说。
事实上，钒的应用也相对广泛，其最主要的应用则是在钢铁行业中，作为铁的合金元素可提高钢材的坚硬程度。早在2012年，国家发改委便印发《钒钛资源综合利用和产业发展“十二五”规划》，其中就提出要提高资源利用水平、淘汰落后产能的要求。
“2018年钒的表现非常突出，一度涨到了2017年价格的5、6倍。”匡某某说。之所以出现如此大幅的增长，业内人士分析认为，一是因为2018年国家提高了钢材标准，原料钒的需求有大幅提高；二是由于国家环保政策“一刀切”，部分钒矿由于达不到环保标准从而关停，导致钒的供应量也有所下滑。
据记者了解，目前钒电解液成本占全钒液流电池储能电站成本的60%以上，“如果钒价能够回到正常水平，对降低成本来说将十分重要。”但钒价上涨也 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 形成仍需时日
资料显示，近年来全钒液流电池度电成本已出现了显著下降，2015年全钒液流电池储能电站度电成本约为4500元左右，有预测认为，到2020年度电成本有望降低至2000元。随着电池成本下降，技术优势明显，全钒液流电池距离规模化发展还有多远？
“全钒液流电池的研究开发时间相对比较短，目前国家对液流电池的支持力度也相对较小，从科研经费、产业扶持角度来看，国家对全钒液流电池投入远小于对锂电池的投入。要形成像锂电池一样，从材料到应用完整的产业链仍需要时间。”张某某坦言。
另外，记者了解到，受限于钒在水中的溶解度，相较于锂电池和另一储能“热点”全固态电池，全钒液流电池始终存在能量密度低的劣势。电解质水溶液导致电池体积相对更大，需要配套复杂的管道系统，因此液流电池不适合电动汽车等移动装置，仅限于固定式储能。
尽管应用仍受到限制，多位业内专家均对其表示了信心。“如果加大投入，全钒液流电池从性能、成本控制上仍有很大的发展空间，远没有触到‘天花板’。”张某某说。吕某某也认为，在低温或者极高温的环境下，全钒液流电池比锂电池及铅酸电池将更加安全与可靠，仍旧有其专属的特定市场需求。
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