动力电池与后备电池
动力电池适合长时间放电,应用于电动车电池、光伏储能电池等,但因极板少,化学接触面少,只能在0.1~2C速率下的放电。
后备电池用于停电后的后备供电使用,由于使用情况少,后备电池寿命可达8~10年,UPS就是典型。
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锂电池梯次利用
随着汽车电动化的崛起,锂电池使用量大大增加,电动车上退役下来的电池有着70~80%的电量,退役之后的磷酸铁锂动力电池可以作为储能电池使用3~5年。
直接报废并拆解回收的话,1吨磷酸铁锂的回收经济收益在1万元左右。
如果用作梯次利用,比如用于储能电站、通讯基站等,则收益可达3万~4万元。
极具商业化前景!(当然,电池厂家们对此已经足够重视,衍生出回收、租赁等多种合作模式。保险公司也加入进来,共同保证电池产品的高效利用。)
总结
随着电池成本的降低、电池能量密度、安全性和寿命的提升,储能将迎来更大规模的应用
钠离子电池的概念起步于上个世纪80年代,与锂离子电池几乎同时起步,钠离子电池的工作原理与锂离子相似,充电时,Na+从正极材料中脱出,经过电解液嵌入负极材料,同时电子通过外电路转移到负极,保持电荷平衡;放电时则相反。
一直以来,人们认为钠离子电池虽然有成本的优势,但能量密度不及锂电池,只能在对于能量密度要求不高的领域,比如电网储能、调峰,风力发电储能等方面应用,然而,近日斯坦福大学的研究人员们研制的钠离子电池突破了这一认知。
他们研制的钠离子电池,能够以 80%不到的成本,存储与锂离子电池相当的能量!
这款电池采用了钠盐电极的设计,充上正电荷的钠离子会游向充负电荷的磷正极——这两种元素在自然界中的储量都很丰富。终,他们的钠离子电池实现了高达484 mAh/g 的可逆容量、以及 726 Wh/kg 的能量密度。新电池的能源效率据称超过了87%,至于重要的成本方面,研究人员声称可以80%不到的投入,实现与锂离子电池相当的储电量。
其中,溶解在水中的硫作为阳极液,含氧液体盐溶液为阴极电解液。硫、水、盐材料的成本很低,对于大规模储能的电网系统来说,成本的削减,才是让可再生能源普及和长期运行的关键。
报道称,这款电池如今只有咖啡杯那么大,如果设计应用到大规模的系统中,预计每千瓦时的储能成本可控制在 20~30美元之间(其它储能系统的每千瓦时储能成本可能高达 100 美元)。下一步研究计划将是提升电池的效率和工作寿命。
但其实,液流电池已经不是一项新的技术了,早在上世纪60年代就已经出现。
以更多人知晓的全钒液流电池举个例子,全球范围内生产全钒液流电池的企业主要包括美国UniEnergyTechnologies公司、奥地利Gildemeister公司、日本住友电工公司以及中国大连融科储能技术发展有限公司。
同锂电池相比,液流电池规模可大可小,设计灵活、具有可扩展性,从下图看出,钒液流电池可承受的功率取决于电堆大小,而电量的多少则与储能罐的大小成正比。而锂电池却是固定的大小,规模难以扩大。