绿色安全型水系金属离子电池储能技术分析报告

1、绿色安全型水系金属离子电池储能技术202208背景Part A3主要发达国家氢能战略资料:公开资料，国家电投储热在清洁供热、火电灵 活性改造和深度调峰、综 合智慧能源等领域的推广 应用，将大幅提升能源利 用效率。日本：明确向“氢能社会”推进国家能源战略美国：能源部氢能与燃料电池办公室，氢能计划德国：开展Power-to-Gas（P2G）示范项目英国： H2Mobility Roadmap路线路欧盟： 燃料电池与氢能联合项目2030年美国电池储能装机 规模预计将达77. 6GW。全球储能市场规模的年复 合增长率（2020-2030）将超过44.8%。* 国际电力储能协会 Electricity

2、Storage Association (ESA)公开资料，国家发展改革委、教育部等4数据：光大研究院， 麦肯锡电力行业减排路径2021E2022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E单位：GWhCAGR 28%1401912633304051,0198276705121,250发电侧_国内电网侧_调频用电侧_家庭发电侧_海外电网侧_调峰用电侧_工商业其它：基站、IDC、UPS等5电池的安全隐患是目前制约储能电池技术规模化应用的瓶颈电池的安全性很大取决于电解质，未来储能技术的发展需在电解质方面实现革新突破基于水系和固态电解质体系的储能电池具有水系电

3、池固态 电池取决于67基于酸、碱性水系电解液的传统水系电池由于其转化型反应的储能机理，难以实现长期稳定运行中性水系离子电池可实现摇椅式离子嵌脱，无酸碱腐蚀，循环寿命长酸性电解液：铅酸电池碱性电解液：镍锌电池转化型 反应机理中性水系电解液：摇椅式离子嵌脱机理7(a) 水系电池近年来论文数量趋势, (b)国家或地区在水系电池领域发文数量百分比对比8近年来水系离子电池的研究热度持续上升，以检索论文数量为例，国内发文量占77%，但实际工程案例较少，急需在应用上加快突破(b)在全球仅有极少数公司实现工程化示范，并形成了较高的技术壁垒ZincFive公司开发的新型水 系离子电池作为备用电源NantEner

4、gy公司开发的新 型锌电池用于微网通讯基站Eos Energy Storage公司的新型 离子电池作为大型储能电站9研究现状Part B高比容量，较高的电压，低成本，稳定性较差大的离子通道，易于合成，空位和结晶水，振实密度低有机电极高柔性，可逆性好，易溶解普鲁士蓝类似物1. 常见的水系离子电池正极材料高电压，开放的框架结构，稳定性好，容量较低层状过渡金属氧化物112.常见的水系离子电池负极材料活性炭制备简单，比能量低层状氧化物比容量高结构不稳定磷酸盐NASICON框架结构，稳定性好12（1）调控电解液pH（2）高浓度盐电解液乙醇-水杂化电解液示意图（3）极性质子溶剂杂化电解液（4）凝胶准固态电

5、解质酸-碱双液Zn-MnO2电池结构1“water-in-salt”电解液溶剂化鞘结构2提升显著，结构复杂化提升最为显著，成本高昂成本低，提升较少提升显著，结构复杂化凝胶准固态电解质水系电解质电化学窗口较窄，导致电极材料选 择困难，活性材料不稳定核心在于如何抑制水的活性，降低电解质中自 由水的含量133.水系电解质电化学窗口的调控策略14Part C应用与推广贲安能源成立于2017年，是一家从事无机(水系）钠盐 电池研发、生产制造、提供无机（水系）钠盐电池储能系统 解决方案的高科技跨国企业。贲安能源在新加坡、中国及美国设有全球研发中心，开展无机（水系）钠盐电池的材料、 电芯和结构的研发工作，公

6、司目前在中国、美国及澳大利亚 设有区域公司，负责电池材料的生产制造以及区域市场业务。水系钠离子电池具有本质安全、高性能、长寿命、绿色制造的突出优势。项目无机（水系）钠盐电池有机钠离子电池锂离子电池铅酸电池电解液水无机电解液，安全环保成本低碳酸乙烯酯等有机电解液，易燃易爆碳酸乙烯酯 等有机电解液，易燃易爆浓硫酸酸污染安全性高水系介质，无燃爆因素 可耐受外部燃烧中有机电解质存在燃爆风险、 但较锂电池好低有机电解质存在燃爆风险中铅污染，充电末端析氢析氧循环寿命8000次1000次*40006000（电芯）2000（系统）800次 （50%DOD）生产线要求低对装配环境无除氧、 除水要求，温度宽泛高高

7、高硫酸酸雾、高温、噪声等污染资源丰度高钠盐原材料地壳丰度高、储量丰富广泛高钠盐原材料地壳丰度高、储量丰 富，广泛低锂资源丰度低,高度依赖进口中铅可回收16水系钠盐储能技术- 卓越的本质安全：非易燃材料，无发热，本质安全、免维护原材料储量丰富，维护成本低，价格低廉8000次深充放循环，15-20年；效率90%原材料100%无害环保，绿色可回收UL第三方认证测试，直接电池点火，持续20分钟针刺测试，不起火、不爆炸17应用场景特点：户用光伏+储能应用模式停电时保证重要负荷供电实现自发自用、削峰填谷等功能通过德国相关机构测试运行数据产品通过海外UL1973认证，海外权威机构测试目前上千套系统在欧洲稳定运行，已累计销售15MWh以上资料：项目成果转化公司提供18应用场景特点：新能源接入，提高转换效率自发自用，电源维持系统稳定削峰填谷，稳定并网2016起在上海某风电场等累计安装运行100KWh储能系统2018年在海外某光伏电厂安装运行200KWh集装箱式储能系统19应用场景特点：