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根据国家发改委、工信部和能源局发布的《中国制造2025-能源装备实施方案》,铅炭电池企业目前还需要解决以下问题:研究高导电率、耐腐蚀的新型电极材料设计、合成和改性技术,以及长寿命铅炭复合电极和新型耐腐蚀正极板栅制备技术,掌握铅炭电池本体制备技术,开发长寿命、低成本铅炭电池储能装置等。
锂电池最具梯次利用优势一致性仍是瓶颈
尽管锂电储能成本仍显著高于铅炭电池,但由于具备高能量密度和高倍率充放电能力的优势,在部分应用场合中,如需要高倍率充放电的“秒级/分钟级调频服务”,或是在一些对设备占地面积较敏感的商业和居民储能市场,仍具有不可替代的优势。此外,由于动力锂电池可以优先使用在电动汽车上,待其容量下降到80%左右时,再淘汰下来用于储能领域以延长其生命周期,因而也成为储能产品开发中最可行的技术路线之一。
据中国汽车技术研究中心专家预测,我国动力锂电池未来报废量将快速增长,预计到2020年我国动力锂电池累计报废量将达到12万-17万吨。如果将这些报废的动力电池梯次利用在储能上,可以大大降低储能成本。
山东威能环保电源有限公司的“废旧锂离子动力电池回收处理和综合利用”项目,实施后每年可回收动力电池30亿安时,循环利用旧电池容量约24亿安时,可组建储能站实现能源充分利用7200兆瓦时。此外,广东猛狮新能源科技股份有限公司在高端电池制造、新能源汽车及清洁电力储能领域均有相关布局,未来,其生产的高端锂电池有望使用于自产的新能源汽车上,并梯次利用到光伏储能项目中。
目前,动力锂电池梯次利用到储能项目中,还需要解决电池一致性的问题。由于我国安装和组装电池组的机械化程度不高,导致生产的单体电池或电池组的一致性不高,质量参差不齐。尤其是从电动汽车上淘汰下来后,如果不能做好筛选,一旦将成千上万支不同容量、不同电量的单体电池串并联用于储能项目中,极易发生安全事故,并引发连锁反应。
液流电池技术较为成熟需打破高成本壁垒
由于液流电池的理论保存期无限,储存寿命长,无自放电,能100%深度放电而不会损坏电池,因而使得液流电池成为储能技术的首选。出于以上优势,全钒液流电池的应用领域一开始即定位于大规模储能,如风电场和备用电源。据业内专家介绍,全钒液流储能电池与风电、光伏电组合成离网或微电网发电系统,对于孤岛、离网的边远地区来说,是最佳绿色能源组合。
目前,中科院大连化物所自主研发的2kW全钒液流储能电池已成功实现10000次以上的充/放电循环,电池模块的能量效率未见明显衰减。上海市神力科技有限公司采用国产非氟高分子聚合物研制成功钒电池用离子膜,可替代进口的专用离子膜,投入运行国内首台5~10kW高性能全钒液流储能电池(VRB)样机,其储能效率达到70%。
尽管其在技术上已经较为成熟,但是在实际应用领域,全钒液流储能电池的成本还相对较高,离储能电池市场化的目标成本还有不小的差距。业内专家表示,随着整个储能行业规模的扩大,由此带来的规模效应将逐步拉低液流电池的成本。
尽管储能风口将至,但不论是主攻哪个技术方向的电池企业,如果想在这一市场分得粥羹,还需不断提升自身创新力度,争取早日打破壁垒,才能在储能大市场中乘风破浪。
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