?。模?Ｉ：１０．７５００／ＡＥＰＳ ２０１２１０００３幾類面向電網(wǎng)的儲(chǔ)能電池介紹蔣凱１，２， 李浩秒１，２， 李威１，２， 程時(shí)杰１（１． 強(qiáng)電磁工程與新技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 華中科技大學(xué)， 湖北省武漢市４３００７４；２． 華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院， 湖北省武漢市４３００７４）摘要： 儲(chǔ)能技術(shù)在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的作用 日 益凸 顯， 儲(chǔ)能電池則是大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的重要發(fā)展方向。 文中就目 前比較成熟的儲(chǔ)能電池體系， 包括鉛酸電池、 鋰離子電池、 液流電池和鈉硫電池的發(fā)展歷史、研發(fā)現(xiàn)狀， 以及不同電池體系應(yīng)用到電網(wǎng)儲(chǔ)能的優(yōu)勢和存在的問題進(jìn)行了討論。 文中重點(diǎn)介紹了鈉離子電池和液態(tài)金屬電池等２ 類新興的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的研究現(xiàn)狀、 技術(shù)優(yōu)勢及現(xiàn)存挑戰(zhàn)等。 通...

　　kaiyun品牌戰(zhàn)略

　?。模?Ｉ：１０．７５００／ＡＥＰＳ ２０１２１０００３幾類面向電網(wǎng)的儲(chǔ)能電池介紹蔣凱１，２， 李浩秒１，２， 李威１，２， 程時(shí)杰１（１． 強(qiáng)電磁工程與新技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 華中科技大學(xué)， 湖北省武漢市４３００７４；２． 華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院， 湖北省武漢市４３００７４）摘要： 儲(chǔ)能技術(shù)在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的作用 日 益凸 顯， 儲(chǔ)能電池則是大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的重要發(fā)展方向。 文中就目 前比較成熟的儲(chǔ)能電池體系， 包括鉛酸電池、 鋰離子電池、 液流電池和鈉硫電池的發(fā)展歷史、研發(fā)現(xiàn)狀， 以及不同電池體系應(yīng)用到電網(wǎng)儲(chǔ)能的優(yōu)勢和存在的問題進(jìn)行了討論。 文中重點(diǎn)介紹了鈉離子電池和液態(tài)金屬電池等２ 類新興的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的研究現(xiàn)狀、 技術(shù)優(yōu)勢及現(xiàn)存挑戰(zhàn)等。 通過比較， 認(rèn)為在進(jìn)一步提高現(xiàn)有電池性能、降低儲(chǔ)能價(jià)格的同 時(shí)， 亟需發(fā)展下一代能滿足大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用的電化學(xué)儲(chǔ)能新體系。關(guān)鍵詞： 電化學(xué)儲(chǔ)能； 鈉離子電池； 液態(tài)金屬電池； 鉛酸電池； 鋰離子電池； 液流電池； 鈉硫電池收稿日 期：２０１２－１０－０２； 修回日 期：２０１２－ １１－２３。中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi) 專項(xiàng)資金資助 項(xiàng)目 （２０１２ＱＮ ０３８，２０１２ＴＳ ０６１） 。０引 言電力能源以其清潔、便利等特點(diǎn)， 已成為人類現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中不可或缺的重要部分。 目 前全球發(fā)電能力約為２０ ＴＷ， 這一數(shù)值預(yù)計(jì)在本世紀(jì)中葉將翻一番。 現(xiàn)階段全球電力 能源仍以火電為主體（占到了６８％， 而中國更高達(dá)７５％以上）， 核電和水電為輔［１］。 火力發(fā)電產(chǎn)生的廢氣給環(huán)境保護(hù)帶來了 巨大壓力。 加上煤炭、石油 等石化資源的不均衡分布和有限儲(chǔ)量， 使得電力能源成本持續(xù)攀升， 電力使用的安全保障逐漸下降。近年來， 無論是為了應(yīng)對能源危機(jī)， 還是緩解日益嚴(yán)峻的環(huán)境壓力， 世界各國 都把目 光投向 進(jìn)一步開發(fā)和利用 可再生能源發(fā)電。 ２００６ 年全球風(fēng)電裝機(jī)容量７４． ３ ＧＷ， 到２００７ 年達(dá)到９４ ＧＷ源理事會(huì)（Ｗｏ ｒ ｌｄ Ｅｎ ｅ ｒｇｙ Ｃｏｕｎ ｃ ｉ ｌ）預(yù)計(jì)到２０２０ 年將達(dá)到４７４ ＧＷ。 光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi) 更是以４０％的速度逐年遞增， 其中美國預(yù)計(jì)在２０２０ 年將達(dá)到１００ ＧＷ和不連續(xù)的特點(diǎn)， 將其并入現(xiàn)有電網(wǎng) 達(dá)到 一定的比例時(shí)， 這種不穩(wěn)定因 素可能會(huì)對局部電網(wǎng) 造成很大［２］， 世界能［１］。 然而， 風(fēng)電和光伏發(fā)電有著不穩(wěn)定的沖擊， 甚至釀成大規(guī)模的惡性事故。 日 前， 國家電力監(jiān)管 委 員 會(huì)發(fā) 布 了 《 重 點(diǎn) 區(qū) 域風(fēng) 電 消 納 監(jiān) 管 報(bào)告》， 指出中國東北、華北、西北（簡稱“三北”）地區(qū)風(fēng)電發(fā)展成效顯著， 但部分省（區(qū)） 風(fēng)電消納情況不佳，棄風(fēng)情況比較嚴(yán)重， 棄風(fēng)率約１６％。 “三北”地區(qū)棄風(fēng)電量達(dá)１２． ３ ＴＷｈ， 折合火電標(biāo)準(zhǔn)煤耗３．８４×１０６ｔ， 折合ＣＯ２減排量７． ６×１０６ｔ。 因此， 就目 前而言， 風(fēng)電和光伏發(fā)電入網(wǎng) 問題一直是限制其快速發(fā)展的瓶頸問題。一般認(rèn)為， 大規(guī)模儲(chǔ)能可以有效消納可再生能源發(fā)電， 從而在很大程度上提高風(fēng)電等入網(wǎng) 效率。同時(shí)， 為實(shí)現(xiàn)電力 的 削峰填谷、 改善電力 供需矛盾、提高發(fā)電設(shè)備利用率、發(fā)展智能電網(wǎng)， 電力系統(tǒng)自 身也對大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)提出 了 迫切的需求［３］。 因 此，研究和開發(fā)高效、廉價(jià)的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)， 成為電力能源可持續(xù)發(fā)展的 關(guān)鍵環(huán)節(jié)， 也是國 家未來能源戰(zhàn)略的重要組成部分。１ 儲(chǔ)能技術(shù)及其特性大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)大致可分為機(jī)械儲(chǔ)能（飛輪儲(chǔ)能、抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能）、電能直接存儲(chǔ)（超級電容和超導(dǎo)電磁儲(chǔ)能）、 化學(xué)儲(chǔ)能（氫和其他化學(xué)物質(zhì)儲(chǔ)能） 和 電 化 學(xué) 儲(chǔ) 能 （ 二 次電 池 和 液流 電 池） 等４ 類。 各種不同儲(chǔ)能方式的儲(chǔ)能特性均不相同， 表１比較了幾種儲(chǔ)能技術(shù)的相關(guān)參數(shù)［４－５］。 其中， 電化學(xué)儲(chǔ)能具有能量密度高、 響應(yīng)時(shí)間快、 維護(hù)成本低、 靈活方便等 優(yōu) 點(diǎn)， 成 為 目 前 大 規(guī) 模 儲(chǔ) 能 技 術(shù) 的 發(fā) 展方向。電化學(xué)儲(chǔ)能即通過電化學(xué)反應(yīng)完成電能和化學(xué)能之間的相 互轉(zhuǎn)換， 從而實(shí) 現(xiàn)電 能的 存儲(chǔ)和 釋放。自 從１８３６ 年丹尼爾電池問世以來， 電池科學(xué)得到了迅速的發(fā)展。 室溫電池如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池和液流電池， 高溫電池如鈉硫電池７４第３７ 卷第１ 期２０１３ 年１ 月 １０ 日Ｖ ｏ ｌ．３７Ｎｏ．１Ｊａｎ．１０，２０１３