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钠电池。钠电池根据正极情况,一种是钠硫电池,一种是钠-金属氯化物电池。这两种电池的运行温度都需在300~350摄氏度。能量密度与锂电池相当。如果可以长期连续使用,能取得很好的电池效率。电池寿命(充放电20~80%)可以达到4000~5000次。目前这种电池技术已经比较成熟,东京电力、NGK、GE等大公司做了很大的投资。但是安全性还不能完全保证,2011年日本的2MW钠硫电池系统发生大火,对技术推广产生了很大影响。
液流电池(RFB)。液流电池的能量储存在电解液里,而不是固体电极,电池模块通过氧化还原反应把电解液储存的化学能转变为电能。目前较为成熟的是全钒液流电池。液流电池的优点在于:1)理论上寿命无限长,可循环使用。因为它的工作特点是电极不参加具体反应,所以循环寿命不受限制,也不受放电和充电程度的影响;2)可以根据需求把功率和能量分开来灵活设计,比如说确定了100兆瓦功率,但是需要4小时还是8小时供电可以变化;3)电池结构简单,方便模块化组装,也可以做很大;4)安全性好。因为电解液是水基的,本身就是灭火剂。另外由于水的比热容大,即使充满了瞬间释放,整个系统温度也只上升15~16度;5)平准化成本低于锂电池,适合做大型储能项目。缺点是能量密度较低,目前不适合安装在移动装置上,工程上也需进一步完善。液流电池在电网上的应用最大的项目是中国博融集团下属融科储能在蜗牛石风电场的5MW/10MWh项目,从2012年项目建成至今一直运行稳定。
5、未来储能电池技术发展还将百花齐放,液流电池将得到更多的重视。人类还没有发明一种电池可以满足所有的储能需求。将来电网应用储能的市场非常大,不会有一种理想技术覆盖所有需求,未来储能技术一定是百花齐放,在不同领域应用不同技术。其中多功能、灵活化的技术将产生更好的效益和价值,占据更大的市场份额。目前在美国,放电时间较短的电池选择基本是锂电池。原来大家看好的钠硫电池放电时间较长,但由于存在安全问题,而使液流电池渐渐被重视起来。目前储能电池的科研趋势已经很大程度上转向液流电池。一个趋势是使用更安全的水基电解液,另一个是采用更便宜的材料,如锌、铁、硅等。
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