各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鉛蓄電池

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鉛蓄電池1各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鉛蓄電池

快、功率密度高、電池壽命長等優(yōu)點，主要應用于混合動力汽車、并網(wǎng)新能源發(fā)電和智能電網(wǎng)。該技術由澳大利亞CSIRO國家實驗室和日本古和電池聯(lián)合發(fā)明。此外，美國Axion公司也在開發(fā)類似產品。中國的浙江天能、浙江超威、浙江南都、武漢銀泰、這將會同、吉林匯能等公司，也已經開始投入研發(fā)。雙極性電池是一種用雙極性極板制作的鉛蓄電池，與普通鉛蓄電池相比具有更高比能量、高功率性能、長壽命和適合高電壓設計的優(yōu)點。該領域尚處于起步階段，目前只有少數(shù)長江可以生產樣品，但均未大規(guī)模生產。美國Arias和BPC公司、瑞士愛立康公司技術領先，中國的幾家傳統(tǒng)鉛蓄電池公司如南都、風帆、雙登等也都在進行雙極性電池的研發(fā)工作。

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鉛蓄電池的構造各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鉛蓄電池鉛蓄電池的構造3各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鉛蓄電池發(fā)展趨勢：經過多年研究，鉛酸電池已經成熟應用于各種領域中，新型鉛酸電池儲能技術也在崛起中，水平鉛酸蓄電池和超級鉛酸電池是鉛酸電池未來的主要發(fā)展趨勢。水平鉛酸蓄電池是一種采用水平點擊的鉛酸電池新技術，采用專利擠壓工藝制成共軸玻纖覆鉛線及雙極電極結構，具備優(yōu)異的性能，尤其在動力性能及抗震性能方面表現(xiàn)突出，作為動力電池完全滿足需要，在通信電源、太陽能、風能蓄電池以及軍事應用領域有很好的應用前景。目前，水平鉛酸電池發(fā)展技術已經比較成熟，擁有自主專利的鉛布板珊制造工藝，采用機械化的裝配工序，率先實現(xiàn)了水平電池的規(guī)?；a。美國HorizonBatteries,LLC、美國MillenniumEnergyGroup、美國XtremePower公司、中國豪德千網(wǎng)水平電池有限公司、中國臺灣德發(fā)實業(yè)股份有限公司等都投入了大量的人力、物力和財力，水平鉛酸蓄電池部分產品已經實現(xiàn)商業(yè)化，目前，發(fā)展趨勢是進一步提高電池比能量、延長電池深循環(huán)壽

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鉛蓄電池4各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鉛蓄電池

命和更好地解決快速充電，以及自身放電較大的問題。超級鉛酸電池將超級電容器和鉛酸電池的優(yōu)點集于一身，艱巨了好能量密度、高功率密度的優(yōu)點，是一種新型的儲能元件。超級鉛酸電池采用泡沫碳板柵和鉛炭電極，通過利用泡沫炭的高比表面積，結合了鉭電容器的高比功率和長壽命優(yōu)勢，作為車輛的動力電源是當前鉛酸電池技術層面的突破，與傳統(tǒng)鉛酸蓄電池相比，功率可提高20%~50%，壽命至少可延長2~3倍，克服了傳統(tǒng)鉛酸電池的缺陷。今后，超級鉛酸電池的技術發(fā)展趨勢為：適用于超級電池負極的碳材料研究與可開發(fā)；工作電壓與鉛酸電池一致，較低的析氫速率，高容量、放電初期能有效地分擔電流；如何選擇集流體，使其能更好的地發(fā)揮超級電池的大電流放電特性，并保證電池工作環(huán)境的穩(wěn)定性。

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鉛蓄電池5各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池技術特點：鋰離子電池是以含鋰的化合物做正極，在充放電過程中，通過鋰離子在電池正負極之間的往返脫出和嵌入實現(xiàn)充放電的一種二次電池。鋰離子電池實際上是一種鋰離子的濃差電池。當對電池進行充電時，電池正極材料上的鋰離子脫出，經過電解液運動到負極表面，并嵌入負極材料中；放電時，嵌在負極材料中的鋰離子脫出重新插入正極材料中。自從1991年日本索尼公司首次實現(xiàn)商品化至今，根據(jù)正極材料和電解質的不同，鋰離子電池已經發(fā)展出包括估算鋰電池、錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、鈦酸鋰電池、三元材料鋰電池、聚合物鋰電池等在內的多種電池體系。鋰離子電池由于能量密度高、壽命長、自放電小、無記憶效應等優(yōu)點，已在數(shù)碼便攜產品中獲得了廣泛應用，并且正逐步進入新能源汽車、儲能電站等應用領域。

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池6各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池

鈷酸鋰正極材料結構各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池鈷酸鋰正極材料結構7各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池

鋰離子電池充放電原理示意圖各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池鋰離子電池充放電原理8各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池在各種鋰離子電池中：鈷酸鋰電池產業(yè)化最成熟、產品的能量密度最高，已經廣泛應用于手機、筆記本電腦等小型移動設備上。目前日本松下和索尼、韓國三星SDI和LG化學、中國比亞迪、力神和比克等多家企業(yè)，幾控制了全球的鈷酸鋰電池行業(yè)，其中日本企業(yè)占據(jù)了高端市場，中國企業(yè)占據(jù)了低端市場。處于對安全的考慮，鈷酸鋰電池不適合大功率和大容量的應用。錳酸鋰電池有低成本、高性能的優(yōu)勢，產品安全性較鈷酸鋰電池高，是熱門的電動汽車電池備選技術，在全球的動力電池領域占據(jù)重要地位。日本企業(yè)在錳酸鋰電池領域開發(fā)應用最早，技術最為領先，包括索尼、Sanyo（已和松下合并）和日產AESC公司等都在大力發(fā)展錳酸鋰電池；韓國企業(yè)在此領域投入巨大，緊跟日本企業(yè)，三星SDI和LG化學已經具備相當實力。由于對生產工藝要求較高，中國大多數(shù)企業(yè)沒有選擇在此領域投入，目前國內只有國安盟固利等少數(shù)企業(yè)堅持反戰(zhàn)該技術。

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各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池10各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池3.磷酸鐵鋰電池具有長壽命、低成本以及高安全性等優(yōu)勢，是目前最熱門的電動汽車電池技術之一，也是電力儲能系統(tǒng)的熱門候選技術之一。近年來，磷酸鐵鋰電池在中國獲得了高度發(fā)展，無論是民間還是政府都對該技術給予厚望，代表型企業(yè)包括比亞迪、比克、力神等。但是，從產品性能上看，北美企業(yè)的產品目前仍然全球領先，標志性企業(yè)是美國A123公司，該公司的產品在低溫性能、倍率性能、循環(huán)壽命等方面，都明顯領先于其他企業(yè)的產品。

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磷酸鐵鋰電池結構各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池磷酸鐵鋰電池結構12各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池

尖晶石型錳酸鋰的結構在充放電上體現(xiàn)了優(yōu)勢各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池尖晶石型錳酸鋰的結構13各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池發(fā)展趨勢：目前從技術路線上說，業(yè)界對鋰離子電池比較常見的分類為鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、鈦酸鋰電池。其中鈷酸鋰電池產業(yè)化最成熟，已廣泛應用于手機、筆記本電腦等小型移動設備上；錳酸鋰電池以低成本、高性能的優(yōu)勢成為潛在的電動汽車電池，在日本有一定的成熟度；磷酸鐵鋰電池以長壽命、低成本以及高安全性等優(yōu)勢成為目前最熱門的儲能和電動汽車電池，尤其在中國；國內鈦酸鋰電池還沒有克服工藝問題，世界上只有日本東芝成功開發(fā)此電池并應用在電動汽車上。對于鈷酸鋰電池而言，未來主要發(fā)展趨勢將是改善材料結構穩(wěn)定性，提高電池的安全性。根據(jù)目前研究結果，今后將主要采取用Mn、Al、Ni等其他元素取代部分鈷元素，以減少鈷的用量，提高材料的穩(wěn)定性，并且降低成本。或者摻雜Mg、Zr等其他元素穩(wěn)定材料的晶體結構，改善材料的結構穩(wěn)定性。

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池14各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢

鋰離子電池的常見外形構造各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢鋰離子電池的常見外形構造15各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池

對于錳酸鋰電池而言，其主要的技術發(fā)展趨勢是研究如何解決電池容量衰減快的問題。未來，各廠商將從錳離子的溶解角度，研究如何避免材料結構轉變?yōu)閷ΨQ性低、無序性增強的四方結構，抑制電解液產生HF，改善錳酸鋰電池容量衰減過快、材料不穩(wěn)定的問題。表面修飾以有效地抑制錳的溶解和電解液的分解；摻雜以有效抑制充放電過程中John-Teller效應，進一步提高材料的電化學性能，會成為今后對尖晶石型錳酸鋰進行改性研究的方向之一。對于磷酸鐵鋰電池而言，其未來發(fā)展趨向于解決磷酸鐵鋰材料制備、充放電等方面的技術問題：磷酸鐵鋰材料制備困難，在高溫合成過程中顆粒生長不易控制，顆粒均勻性較差，同時二價鐵離子易被氧化成三價鐵離子，產生Li3Fe2(PO4)3或者LiFe(P2O7)雜質，各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池16各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池

需研究液相法制備和低溫燒結技術，提過材料的一致性；磷酸鐵鋰電池充放電時極化較大，電池倍率性能較差，一般不能超過5C放電。未來希望通過納米化，在一定程度上解決此問題，但納米化工藝較為復雜，納米磷酸鐵鋰將面臨高成本的問題。鋰離子電池負極材料的發(fā)展較為成熟，在商業(yè)應用中，石墨類碳材料技術較為成熟，近年來硬碳、鈦酸鋰、合金等其他材料也相繼成為研究熱門。石墨類碳材料在安全和循環(huán)壽命方面性能突出，并且廉價、無毒、無害，是最為常見的負極材料；硬碳材料由于存在首效低、壓實密度低、工藝不成熟等問題，因此還沒有進入大規(guī)模商品化階段，國內相關領域仍處于試驗階段，實現(xiàn)產業(yè)化銷售的企業(yè)不多，較為有名的是日本吳羽化學；鈦酸鋰是一種嵌入式化合

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物，目前并未獲得廣泛的商業(yè)應用，但國內外企業(yè)以及研究機構對其的關注度很高；金屬或非金屬化合物可以解決負極材料容量低的問題，但會導致材料的機械穩(wěn)定性下降，從而逐漸粉化失效，最終導致電池的循環(huán)性能差。目前改善合金負極材料性能，改善電化學循環(huán)穩(wěn)定性是大家關注的重點，如利用納米材料實現(xiàn)此目的。

隔離膜技術門檻高，造孔的工程技術以及基體材料是其主要的技術難點。目前日美廠商占據(jù)了壟斷地位，如日本旭化成、東燃化學、美國Celgard三個壟斷巨頭各自占據(jù)了全球市場份額的20%。近年來、國產膜的質量逐漸提高，但與日美產品相比，質量差距還很大，多用于中低端鋰離子電池市場。

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生產鋰電池電解液的主要原材料包括溶劑、添加劑和電解質，溶劑主要有碳酸丙烯酯、碳酸二甲醇等；電解質包括六氟磷酸鋰、三氟甲基硫磺酸等。目前，溶劑和添加劑的技術工藝已經較為普及，產能充足且已基本實現(xiàn)國產化，而電解質技術相對復雜且對產品性能的影響最大。目前性能最好、使用量最多的電介質為六氟磷酸鋰。六氟磷酸鋰的技術研發(fā)水平、生產供應能力、價格水平等在很大程度上影響下游電解液乃至鋰電池的技術發(fā)展水平和產量，但目前全球范圍內具備自主規(guī)?；a六氟磷酸鋰的企業(yè)極少，全球具備六氟磷酸鋰量產能力的供應商主要是日本的企業(yè)，韓國、中國也有少數(shù)企業(yè)具備小規(guī)模生產能力。

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池19各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢6、液流電池技術特點：液流電池是通過可溶電對在惰性電極上發(fā)生電化學反應而完成充放電的一類電池。一個典型的液流電池單體結構包括正負電極；隔膜和電極圍成的電極室；電解液罐、泵和管路系統(tǒng)。多個電池單體用雙極板串接等方式組成電堆，電堆配入控制系統(tǒng)組成蓄電系統(tǒng)。液流電池存在很多的細分類型和具體體系，目前全球真正研究較為深入的液流電池體系只有四種，分別為全釩液流電池、鋅溴液流電池、鐵鉻液流電池和多溴化鈉/溴液流電池，病都有商業(yè)化示范運行的經驗。

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢6、液流電池20各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢6、液流電池

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20世紀90年代起，日本、澳大利亞、美國等已經有了一些示范運行的釩電池項目，近兩年來隨著全球對儲能技術的關注，釩電池在美國、中國等又陸續(xù)獲得一些項目機會。鋅溴液流電池的反應活性物質為溴化鋅，充電時鋅沉積在負極上，而在正極生成的溴會馬上把電解液中的溴絡合劑絡合成油狀物質。目前全球鋅溴電池還處于產業(yè)化發(fā)展的初期階段，研發(fā)主要集中與美國和澳大利亞，國內近些年也有企業(yè)開始從事這方面的開發(fā)。美國的ZBB和PremiumPower公司作為著名的鋅溴電池廠商，已開發(fā)出具有不同規(guī)格的韓品（10~500KW），近期更是受到美國政府、能源部及電力研究院的關注，相信將會在美國不斷向前發(fā)展。此外日本Meidensha公司、澳大利亞的Redflow公司，中國的大連融科等也在積極發(fā)展研發(fā)工作。

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鐵鉻液流電池是以CrCl2和FeCl3的酸性水溶液（一般為鹽酸溶液）為電池正負極電解液及電池電化學反應活性物質，采用離子交換膜為隔膜的一類電池。鐵鉻液流電池系統(tǒng)雖然具有電解液原材料價格便宜的特點，但由于其負極析氫嚴重、正極析氯難以管理、系統(tǒng)循環(huán)壽命短。因此，20世紀80年代雖然日本先后研發(fā)出1KW、10KW、60KW甚至MW級電堆，但九十年代后期研發(fā)工作基本停止。近幾年，在美國有幾家公司又開始進行鐵鉻電池的研究和產業(yè)化工作，包括Deeya和Ktech公司。

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢6、液流電池23各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢6、液流電池發(fā)展趨勢：目前，技術較為成熟，應用較為廣泛的液流電池是全釩液流電池和鋅溴液流電池。綜合來看，全釩液流電池還處于商業(yè)化發(fā)展的初期階段，技術趨向于穩(wěn)定、成熟，但是仍然需要解決一些技術層面的問題。在未來發(fā)展中，全釩液流電池需要不斷研發(fā)新的電池材料，提高電池材料性能，解決電池正極中五價釩離子的強氧化活性；研究提高全釩液流電池系統(tǒng)溫度適應性的方法，解決正極電解液對高溫敏感，而負極電解液對低溫敏感的技術局限；防止在充放電過程中發(fā)生水遷移而導致正負極電解液濃度、體積發(fā)生變化，減少導致電池性能衰減的因素；研發(fā)工業(yè)化大批量制造技術，使全釩液流電池能夠最終實現(xiàn)產業(yè)化是未來發(fā)展的主要趨勢。對于鋅溴液流電池，其未來的發(fā)展趨勢也集中在解決技術問題和產業(yè)化方面。從技術層面上看，鋅形成沉積物時，具有生成枝晶的趨勢，一旦形成，很容易造成單體電池短路，今后需要在電解液組成、電堆的設計及運行策略等多方面加以控制；溴不僅能夠和絡

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢6、液流電池24各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢6、液流電池

和劑形成絡合物同電解質分離，同時會被電解液中的無機溴離子絡合，因而在電解液中具有較高的溶解度，溶解的溴會擴散到鋅側電極，由此會導致自放電問題；今后需要研究心得方法或技術使電池的各種部件及材料能夠抵御溴的強氧化性，延長電池壽命，因此。，關鍵材料的基礎研究將是發(fā)展趨勢之一。從生產層面上講，鋅溴電池的生產未來將趨向于系統(tǒng)集成工藝生產，以保證產品的一致性和可靠性；不僅如此，生產安全、防止液溴泄露也是要關注的問題。整體來看，液流電池在全球逐漸開展了多項電網(wǎng)級應用項目，作為調頻、移峰等電力市場輔助服務設備，在關鍵時滿足臨時擴容需求應用，技術已經具備了一定的成熟度，產品需要市場記進一步認可。

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢6、液流電池25化學儲能技術的優(yōu)勢化學儲能技術的優(yōu)勢26全球儲能規(guī)模及分布格局全球儲能規(guī)模及分布格局27各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鉛蓄電池

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鉛蓄電池28各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鉛蓄電池

快、功率密度高、電池壽命長等優(yōu)點，主要應用于混合動力汽車、并網(wǎng)新能源發(fā)電和智能電網(wǎng)。該技術由澳大利亞CSIRO國家實驗室和日本古和電池聯(lián)合發(fā)明。此外，美國Axion公司也在開發(fā)類似產品。中國的浙江天能、浙江超威、浙江南都、武漢銀泰、這將會同、吉林匯能等公司，也已經開始投入研發(fā)。雙極性電池是一種用雙極性極板制作的鉛蓄電池，與普通鉛蓄電池相比具有更高比能量、高功率性能、長壽命和適合高電壓設計的優(yōu)點。該領域尚處于起步階段，目前只有少數(shù)長江可以生產樣品，但均未大規(guī)模生產。美國Arias和BPC公司、瑞士愛立康公司技術領先，中國的幾家傳統(tǒng)鉛蓄電池公司如南都、風帆、雙登等也都在進行雙極性電池的研發(fā)工作。

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鉛蓄電池29各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鉛蓄電池

鉛蓄電池的構造各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鉛蓄電池鉛蓄電池的構造30各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鉛蓄電池發(fā)展趨勢：經過多年研究，鉛酸電池已經成熟應用于各種領域中，新型鉛酸電池儲能技術也在崛起中，水平鉛酸蓄電池和超級鉛酸電池是鉛酸電池未來的主要發(fā)展趨勢。水平鉛酸蓄電池是一種采用水平點擊的鉛酸電池新技術，采用專利擠壓工藝制成共軸玻纖覆鉛線及雙極電極結構，具備優(yōu)異的性能，尤其在動力性能及抗震性能方面表現(xiàn)突出，作為動力電池完全滿足需要，在通信電源、太陽能、風能蓄電池以及軍事應用領域有很好的應用前景。目前，水平鉛酸電池發(fā)展技術已經比較成熟，擁有自主專利的鉛布板珊制造工藝，采用機械化的裝配工序，率先實現(xiàn)了水平電池的規(guī)?；a。美國HorizonBatteries,LLC、美國MillenniumEnergyGroup、美國XtremePower公司、中國豪德千網(wǎng)水平電池有限公司、中國臺灣德發(fā)實業(yè)股份有限公司等都投入了大量的人力、物力和財力，水平鉛酸蓄電池部分產品已經實現(xiàn)商業(yè)化，目前，發(fā)展趨勢是進一步提高電池比能量、延長電池深循環(huán)壽

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鉛蓄電池31各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鉛蓄電池

命和更好地解決快速充電，以及自身放電較大的問題。超級鉛酸電池將超級電容器和鉛酸電池的優(yōu)點集于一身，艱巨了好能量密度、高功率密度的優(yōu)點，是一種新型的儲能元件。超級鉛酸電池采用泡沫碳板柵和鉛炭電極，通過利用泡沫炭的高比表面積，結合了鉭電容器的高比功率和長壽命優(yōu)勢，作為車輛的動力電源是當前鉛酸電池技術層面的突破，與傳統(tǒng)鉛酸蓄電池相比，功率可提高20%~50%，壽命至少可延長2~3倍，克服了傳統(tǒng)鉛酸電池的缺陷。今后，超級鉛酸電池的技術發(fā)展趨勢為：適用于超級電池負極的碳材料研究與可開發(fā)；工作電壓與鉛酸電池一致，較低的析氫速率，高容量、放電初期能有效地分擔電流；如何選擇集流體，使其能更好的地發(fā)揮超級電池的大電流放電特性，并保證電池工作環(huán)境的穩(wěn)定性。

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鉛蓄電池32各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池技術特點：鋰離子電池是以含鋰的化合物做正極，在充放電過程中，通過鋰離子在電池正負極之間的往返脫出和嵌入實現(xiàn)充放電的一種二次電池。鋰離子電池實際上是一種鋰離子的濃差電池。當對電池進行充電時，電池正極材料上的鋰離子脫出，經過電解液運動到負極表面，并嵌入負極材料中；放電時，嵌在負極材料中的鋰離子脫出重新插入正極材料中。自從1991年日本索尼公司首次實現(xiàn)商品化至今，根據(jù)正極材料和電解質的不同，鋰離子電池已經發(fā)展出包括估算鋰電池、錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、鈦酸鋰電池、三元材料鋰電池、聚合物鋰電池等在內的多種電池體系。鋰離子電池由于能量密度高、壽命長、自放電小、無記憶效應等優(yōu)點，已在數(shù)碼便攜產品中獲得了廣泛應用，并且正逐步進入新能源汽車、儲能電站等應用領域。

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池33各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池

鈷酸鋰正極材料結構各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池鈷酸鋰正極材料結構34各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池

鋰離子電池充放電原理示意圖各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池鋰離子電池充放電原理35各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池在各種鋰離子電池中：鈷酸鋰電池產業(yè)化最成熟、產品的能量密度最高，已經廣泛應用于手機、筆記本電腦等小型移動設備上。目前日本松下和索尼、韓國三星SDI和LG化學、中國比亞迪、力神和比克等多家企業(yè)，幾控制了全球的鈷酸鋰電池行業(yè)，其中日本企業(yè)占據(jù)了高端市場，中國企業(yè)占據(jù)了低端市場。處于對安全的考慮，鈷酸鋰電池不適合大功率和大容量的應用。錳酸鋰電池有低成本、高性能的優(yōu)勢，產品安全性較鈷酸鋰電池高，是熱門的電動汽車電池備選技術，在全球的動力電池領域占據(jù)重要地位。日本企業(yè)在錳酸鋰電池領域開發(fā)應用最早，技術最為領先，包括索尼、Sanyo（已和松下合并）和日產AESC公司等都在大力發(fā)展錳酸鋰電池；韓國企業(yè)在此領域投入巨大，緊跟日本企業(yè)，三星SDI和LG化學已經具備相當實力。由于對生產工藝要求較高，中國大多數(shù)企業(yè)沒有選擇在此領域投入，目前國內只有國安盟固利等少數(shù)企業(yè)堅持反戰(zhàn)該技術。

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各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池37各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池3.磷酸鐵鋰電池具有長壽命、低成本以及高安全性等優(yōu)勢，是目前最熱門的電動汽車電池技術之一，也是電力儲能系統(tǒng)的熱門候選技術之一。近年來，磷酸鐵鋰電池在中國獲得了高度發(fā)展，無論是民間還是政府都對該技術給予厚望，代表型企業(yè)包括比亞迪、比克、力神等。但是，從產品性能上看，北美企業(yè)的產品目前仍然全球領先，標志性企業(yè)是美國A123公司，該公司的產品在低溫性能、倍率性能、循環(huán)壽命等方面，都明顯領先于其他企業(yè)的產品。

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池38各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池

磷酸鐵鋰電池結構各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池磷酸鐵鋰電池結構39各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池

尖晶石型錳酸鋰的結構在充放電上體現(xiàn)了優(yōu)勢各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池尖晶石型錳酸鋰的結構40各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池發(fā)展趨勢：目前從技術路線上說，業(yè)界對鋰離子電池比較常見的分類為鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、鈦酸鋰電池。其中鈷酸鋰電池產業(yè)化最成熟，已廣泛應用于手機、筆記本電腦等小型移動設備上；錳酸鋰電池以低成本、高性能的優(yōu)勢成為潛在的電動汽車電池，在日本有一定的成熟度；磷酸鐵鋰電池以長壽命、低成本以及高安全性等優(yōu)勢成為目前最熱門的儲能和電動汽車電池，尤其在中國；國內鈦酸鋰電池還沒有克服工藝問題，世界上只有日本東芝成功開發(fā)此電池并應用在電動汽車上。對于鈷酸鋰電池而言，未來主要發(fā)展趨勢將是改善材料結構穩(wěn)定性，提高電池的安全性。根據(jù)目前研究結果，今后將主要采取用Mn、Al、Ni等其他元素取代部分鈷元素，以減少鈷的用量，提高材料的穩(wěn)定性，并且降低成本?；蛘邠诫sMg、Zr等其他元素穩(wěn)定材料的晶體結構，改善材料的結構穩(wěn)定性。

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池41各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢

鋰離子電池的常見外形構造各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢鋰離子電池的常見外形構造42各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池

對于錳酸鋰電池而言，其主要的技術發(fā)展趨勢是研究如何解決電池容量衰減快的問題。未來，各廠商將從錳離子的溶解角度，研究如何避免材料結構轉變?yōu)閷ΨQ性低、無序性增強的四方結構，抑制電解液產生HF，改善錳酸鋰電池容量衰減過快、材料不穩(wěn)定的問題。表面修飾以有效地抑制錳的溶解和電解液的分解；摻雜以有效抑制充放電過程中John-Teller效應，進一步提高材料的電化學性能，會成為今后對尖晶石型錳酸鋰進行改性研究的方向之一。對于磷酸鐵鋰電池而言，其未來發(fā)展趨向于解決磷酸鐵鋰材料制備、充放電等方面的技術問題：磷酸鐵鋰材料制備困難，在高溫合成過程中顆粒生長不易控制，顆粒均勻性較差，同時二價鐵離子易被氧化成三價鐵離子，產生Li3Fe2(PO4)3或者LiFe(P2O7)雜質，各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池43各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池

需研究液相法制備和低溫燒結技術，提過材料的一致性；磷酸鐵鋰電池充放電時極化較大，電池倍率性能較差，一般不能超過5C放電。未來希望通過納米化，在一定程度上解決此問題，但納米化工藝較為復雜，納米磷酸鐵鋰將面臨高成本的問題。鋰離子電池負極材料的發(fā)展較為成熟，在商業(yè)應用中，石墨類碳材料技術較為成熟，近年來硬碳、鈦酸鋰、合金等其他材料也相繼成為研究熱門。石墨類碳材料在安全和循環(huán)壽命方面性能突出，并且廉價、無毒、無害，是最為常見的負極材料；硬碳材料由于存在首效低、壓實密度低、工藝不成熟等問題，因此還沒有進入大規(guī)模商品化階段，國內相關領域仍處于試驗階段，實現(xiàn)產業(yè)化銷售的企業(yè)不多，較為有名的是日本吳羽化學；鈦酸鋰是一種嵌入式化合

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池44各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池

物，目前并未獲得廣泛的商業(yè)應用，但國內外企業(yè)以及研究機構對其的關注度很高；金屬或非金屬化合物可以解決負極材料容量低的問題，但會導致材料的機械穩(wěn)定性下降，從而逐漸粉化失效，最終導致電池的循環(huán)性能差。目前改善合金負極材料性能，改善電化學循環(huán)穩(wěn)定性是大家關注的重點，如利用納米材料實現(xiàn)此目的。

隔離膜技術門檻高，造孔的工程技術以及基體材料是其主要的技術難點。目前日美廠商占據(jù)了壟斷地位，如日本旭化成、東燃化學、美國Celgard三個壟斷巨頭各自占據(jù)了全球市場份額的20%。近年來、國產膜的質量逐漸提高，但與日美產品相比，質量差距還很大，多用于中低端鋰離子電池市場。

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池45各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池

生產鋰電池電解液的主要原材料包括溶劑、添加劑和電解質，溶劑主要有碳酸丙烯酯、碳酸二甲醇等；電解質包括六氟磷酸鋰、三氟甲基硫磺酸等。目前，溶劑和添加劑的技術工藝已經較為普及，產能充足且已基本實現(xiàn)國產化，而電解質技術相對復雜且對產品性能的影響最大。目前性能最好、使用量最多的電介質為六氟磷酸鋰。六氟磷酸鋰的技術研發(fā)水平、生產供應能力、價格水平等在很大程度上影響下游電解液乃至鋰電池的技術發(fā)展水平和產量，但目前全球范圍內具備自主規(guī)?；a六氟磷酸鋰的企業(yè)極少，全球具備六氟磷酸鋰量產能力的供應商主要是日本的企業(yè)，韓國、中國也有少數(shù)企業(yè)具備小規(guī)模生產能力。

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢5、鋰離子電池46各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢6、液流電池技術特點：液流電池是通過可溶電對在惰性電極上發(fā)生電化學反應而完成充放電的一類電池。一個典型的液流電池單體結構包括正負電極；隔膜和電極圍成的電極室；電解液罐、泵和管路系統(tǒng)。多個電池單體用雙極板串接等方式組成電堆，電堆配入控制系統(tǒng)組成蓄電系統(tǒng)。液流電池存在很多的細分類型和具體體系，目前全球真正研究較為深入的液流電池體系只有四種，分別為全釩液流電池、鋅溴液流電池、鐵鉻液流電池和多溴化鈉/溴液流電池，病都有商業(yè)化示范運行的經驗。

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢6、液流電池47各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢6、液流電池

各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢6、液流電池48各類儲能技術特點、發(fā)展趨勢6、液流電池

20世紀90年代起，日本、澳大利亞、美國等已經有了一些示范運行的釩電池項目，近兩年來隨著全球對儲能技術的關注，釩電池在美國、中國等又陸續(xù)獲得一些項目機會。鋅溴液流電池的反應活性物質為溴化鋅，充電時鋅沉積在負極上，而在正極生成的溴會馬上把電解液中的溴絡合劑絡合成油狀物質。目前全球鋅溴電池還處于產業(yè)化發(fā)展的初期階段，研發(fā)主要集中與美國和澳大利亞，國內近些年也有企業(yè)開始從事這方面的開發(fā)。美國的ZBB和Pr