2022电力储能领域铅炭电池储能技术进展

电力储能领域铅炭电池储能技术进展储能是高效利用可再生能源和构建智能电网的关的应用前景。介绍了铅炭电池的发展历程和工作原理，进而4个方面与铅酸电状，并对铅炭电池目前存在的问题和改进方向进行归纳和总结。关键词：储能；铅炭电池；铅酸电池；循环寿命阳能等可再生能源发电会不可避免地遭受外部环。借助电池。其中铅酸电池因其历史悠久、工艺成熟和成本低廉，。铅酸电池储能系统最初自1987年以后陆陆续续在各州建立起十几个不同面。中国在河北省张北县和温州市洞头县也建成2

tyesalyrel⁃opmentofrenewableenergysourcesandsmartgrids.Theleadcar⁃bonbatteryshowstheexcellentperformanceinthesafety,economyandcycleperformance,whichhasabroadprospectinenergystorageapplicationscomparedtoconventionallead-acidbattery.Thispaperanalyzesthedevelopmenthistoryandworkingprincipleofleadcar⁃bonbatteries,andcomparesthemwithlead-acidbatteriesinfouras⁃pects:safetyperformance,electricitycost,cyclelifeandspecificen⁃ergy.Meanwhile,therecentenergystorageapplicationsofleadcar⁃bonbatteriesareintroducedandthechallengesforleadcarbonbat⁃teryarealsodiscussed.ysy;dn;-dt⁃。而。1 铅炭电池的出现背景和原理1859G.plante首次发明制备了铅酸160年的发展历史。铅酸电池由电低等优点，目前在市场中占据一半的比例。但。超级电池的重要意义在第12届亚洲蓄电池会。超级电池其实是将铅酸电池的负极与超级电容器的Pbi2理图如图1Pbi2PbO2+ –K6PbO2PbO2+–K6PbO2Pb+–%*IF*!+1IF*!+1ii–fl½/B3*q$B3*!%*i图1超级电池结构原理图［9］i2所示。

铅炭电池的循环寿命和经济性能均在铅酸电池的基础上显著增强。下面将重点研究探讨铅炭电池的相关性能。安全性能2016年至2017苹果公司召回8万台e6se7电池爆炸问题直接损失了60经济性能+PbO2

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Pb+PbO2

K6 + –CPbO2–Pb+C

度电成本是衡量储能技术发展前景的重要指标。图3展示的是不同储能技术的度电成本。其中P铅炭电池的度电成本仅需0.5元h铅酸电池和锂电池的度电成本分别为1.75元/kWh和1.5元hP铅炭电池的度电成本有望降图2铅炭电池结构原理图铅炭电池的性能研究的各方面性能。从表1的提升。表1不同储能产品的综合性能比较

低至0.4元h安装FCP0.8元h5年时统在需求侧的市场化应用。*fi*fi$/Uýekh-1U1.81.61.41.21.00.80.60.40.20循环性能安全性能可规模化程度经济性能铅酸电池★★★★★★★★★★★★★循环性能安全性能可规模化程度经济性能铅酸电池★★★★★★★★★★★★★超级电容器★★★★★★★★★★★锂离子电池★★★★★★★★★钒液流电池★★★★★★★★★★★★★钠硫电池★★★★★★★★★★

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6fi1图3不同储能技术度电成本对比循环寿命DGEnos探讨了部分荷电工况下铅酸电池4电池在部分荷电状态下循环寿命能够达到8000多130IF*!

电池相比，超级电池的比能量和比功率均有一定程度的提升，最大比功率显著增加。这一结果表明与铅酸电池相比，超级电池的高倍率充放电性能得到120fifiqF+y!/%10090807060100!fl100!fl(/U·kg-1U

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了显著改善。10001000BB3*!¼fiKIF9*!10100 2000 4000 6000 8000 10000Ⓒ(图4标准铅酸电池和铅炭电池的初始容量ALABC联盟合作进行铅炭电池的研发测5所示。当电池电压逐步衰减至125中的循环寿命高于铅酸电池3~4倍。12I%*!*½/I%*!*½/V8 9 1011¾**½¾**½¾**½Ⓒ(§3Ⓒ(§3IF*!7050000100000150000200000250000300000350000400000Ⓒ(§Pƒ7050000100000150000200000250000300000350000400000Ⓒ(图5在高倍率部分荷电状态下铅酸电池和铅炭电池的循环寿命圣阳股份和日本古河公司研发的FCP铅炭电池在70of状态下可以循环4200循环寿命也高达3500电池在80%DOD能够循环至2000为储能主流技术奠定基础。2.4 比能量和比功率TomHund等对超级电池和阀控式铅酸电池在16所示。从图6

11 10 1110 100!6F/UWh·k-1U1000图6超级电池和铅酸电池比能量和比功率［12］铅炭电池在电网储能中的研究现状美国联邦运输管理局在公共汽车项目中更是创混合动力电池能量较大且能实现节能减排1国Axion公司将铅炭电池应用到海军陆战队的战车1P电力公司不断致力于铅炭电池模块HES340型和FES370型已经在太阳能、。近些20112543MW/1.4MWh，用于电网辅助能量存储、频率调节和能源需求管理。之后美国在Oahu.HIMaui.HI分别建立了容量为15MW/10MWh和10MW/20MWh的铅炭电池风电储能系统。美国新墨西哥州的Clovis将先进铅统是通过3个AC/DC换流站和超导体输电线路把东3MW/1.6MWh的铅炭电池储能系统被投入到KingHampton风电场项目以保证风机功率平滑输出；日本Suzuki电池公司的铅炭电池储能电动汽车已经可以进行商业化炭电池技术为核心的储能系统。目前我国的铅炭电池技术大幅度提高并已跻身国际前列。南都电池与国际铅酸电池先进研发组织ALABC循环寿命能达到普通储能产品的540%14个微网储能项目中均有应用。圣阳电源与日本古河电池共同开发出了一款FCP都将铅炭和锂电混合储能系统应用于2MWh的光2万多居民享受优质电能。铅炭电池的机遇与挑战2017有改进这些问题才能在众多的储能技术中脱颖而

负极析氢反应缩短电池循环寿命。在铅炭池循环寿命缩短。针对这一问题可以通过掺杂NP。工艺有待进一步优化。王富茜等研究者认为铅炭电池目前在工艺过程中存在一些问题1材料与活性物质铅混合不均匀影响涂膏的稳定性池性能。度电成本有待进一步降低。目前圣阳电源生产的FCP铅炭电池的度电成本最低为0.5元/kWh0.4元h电池的经济性能。结论铅炭电池是一种集超级电容器和铅酸电池的优势为一体