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为什么锰酸锂是最有前途的储能技术?

时间:2023-07-27 09:03:36 点击:189次

水能、太阳能、风能、生物质能……近年来,我国清洁能源产业快速崛起。 截至2018年底,我国可再生能源发电装机容量达到7.28亿千瓦,环比下降12%,占电力总装机容量的38.3%。 其中,风电、光伏累计装机容量分别达到1.84亿千瓦、1.74亿千瓦。 可再生能源替代清洁能源的趋势日益明显,这为储能产业的发展开辟了更广阔的空间。 目前,业界普遍认为,多能源互补时代已经到来,储能正式崛起。

我国《能源发展十三五规划》提出,推动优质调峰电源建设,积极发展储能,举办储能示范工程,打造能源生产、输送、使用、储能协调发展和整合互补能源的系统。 互联网促进储能系统、新能源、电力系统协调优化运行。

推动储能技术和产业发展,对于建立“清洁低碳、安全高效”的现代能源产业体系,推进我国能源产业供给侧改革,促进能源生产和利用具有重要战略意义。形式改革。

储能商业化仍面临挑战

储能的发展意义重大,而储能作为智能电网、可再生能源高比例能源系统、“互联网+”智慧能源的重要组成部分和关键支撑技术,其市场价值也相当可观,“万亿”规模早已成为基本共识,但现阶段商业化的挑战仍然不容忽视。

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近年来,我国储能产业中,压缩空气储能、飞轮储能、超导储能及超级电容器、铅储能板、钠硫板、液流板等储能技术的开发和应用不断涌现。加速,尤其是锂离子电池板用作储能的主要技术路径之一,发展迅速。 锂离子电池的正极材料主要集中在碳材料、合金材料和锰酸锂等几大类。 虽然碳材料具有来源广泛、合成工艺简单、无毒无害等优点,且碳电极与金属锂电势接近,但当电池过充电时,很容易在电池上析出金属锂。碳电极表面形成锂枝晶,锂枝晶会缠绕隔膜导致泄漏,带来极大的安全隐患。 如果采用合金材料作为正极替代材料,碳材料存在一定的安全问题,而且比能量也增大,而且在充放电过程中,体积容易发生较大的变化,也容易穿透隔膜而造成泄漏。

不仅安全,而且在储能商业化过程中,成本高问题是制约储能产业化发展的一大困局。 事实上,除了抽水蓄能之外,镍镉、锂、钠硫等电物理储能成本较高,如果没有新的储能、水价和补贴政策,很难实现盈利。 目前,国内已建设的储能示范项目验证了储能技术的可行性,但无法产生商业运营模式。

业内专家认为,为了加速储能产业化,需要开发长寿命、低成本、高安全性的储能产品,提高用户的性价比。

锰酸锂技术有望推动储能产业

安全性一直是锰酸锂的优势。 碳材料和合金材料作为正极的缺点恰恰是锰酸锂的优点。 相关研究表明,锰酸锂材料正极可以吸收负极分解反应释放的二氧化碳,晶体结构几乎不会发生变化,大大增加了电池热失控的风险,使得电池可在低温和低温环境下使用。 达到安全使用标准,打破安全困境。

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电池寿命是决定成本的重要因素。 锰酸锂电池有望以长寿命摊薄全生命周期成本,率先实现储能商业化。 据专家介绍,与传统锂离子电池常用的石墨材料相比,锰酸锂材料在充放电锂的过程中,骨架结构几乎没有收缩或膨胀。 通常,当电极材料被移除并插入锂离子时,由于单元电池的体积应变而导致电极结构损坏的问题是寿命上的巨大突破。 根据实验数据,锰酸锂电池的循环寿命可达1次以上,是普通锂电池的4-8倍,寿命可达30年。

说到锰酸锂,就不得不提到银隆新能源,它是外资最大的企业,也是省内最大的锰酸锂电池生产企业。 我们非常熟悉已经在全省100多个城市运营的银隆新能源汽车,但殊不知,银隆虽然先布局储能产业,后又布局新能源卡车。 银隆意识到储能是一项引领未来新能源产业发展的前瞻性技术,瞄准了储能技术的发展。 2017年,银隆与中国电力科学研究院等单位联合攻关“储能用低成本锰酸锂电池研发及系统集成技术开发应用”,确保高安全、长寿命锰酸锂电池。 同时成本大幅下降,荣获上海市科学技术奖二等奖。 该技术项目的相关研究成果不仅在“国家风电储输示范工程”中得到应用,对于上海-张家口举办的2022年亚运会和广州电动汽车产业的发展也将发挥重要作用一个重要的角色。

除了安全性和寿命方面的优势外,充电速率也是大规模储能竞争的重要指标。 数据显示,同等容量下,传统锂电池充电需要2-4小时,而锰酸锂电池只需6分钟,被认为具有较强的调峰价值。 锰酸锂的高速率性能可以提供3C配置系统,为用户提供最小规模的高速率系统来完成调频等辅助服务,并立即提供高速率输入/输出。

锰酸锂稳定性高、寿命周期长,性能明显优于传统锂离子电池板,这使得其在储能应用场景中具有独特的优势,特别适合小型储能,被称为“最有前途的储能电池之一”。

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值得一提的是,近年来,银隆成功研发了多种储能产品,广泛应用于家庭、社区、工业、交通、电网等多个场景。 目前,我国首个兆瓦级锰酸锂电池储能电站已建成,也是全球首个10kV无变压器电池储能系统直连电网示范工程。

在美国,银隆奥特克1MW调频集装箱储能系统被日本电力公司AES采用。 该系统成功验证了银隆奥特电池可稳定应用于电网调频等辅助服务。 据悉,日本关岛自然能源大学和全球最大风电运营商维斯塔斯已成为银隆奥特集装箱储能系统的用户。

在中国理化电源商会主办的第九届中国国际储能大会上,银隆新能源荣获“2019中国储能行业最具影响力企业”,是对银隆在储能领域贡献的充分肯定。推动能源生产和消费革命!