電化學儲能電池有哪些

① 電能的存儲方式主要有哪幾種

電能的存儲方式主要可分為機械儲能、電磁儲能、電化學儲能和相變儲能等。機械儲能主要有抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能等;電磁儲能包括超導磁儲能和超級電容器儲能等;電化學儲能主要有鉛酸蓄電池、鈉硫電池、液流電池和鋰離子電池儲能;相變儲能包括冰蓄冷儲能、熱電相變蓄熱儲能等。目前，大規模儲能技術應用水平與電力系統的巨大需求之間還存在較大差距。適合新能源接入應用的儲能技術主要是抽水蓄能、壓縮空氣儲能和電化學儲能。抽水蓄能技術相對成熟，而其他儲能技術還處於試驗示範階段甚至初期研究階段，其中鈉硫電池、液流電池、鋰離子電池等新型電化學儲能技術水平進步較快，具有巨大的發展潛力和廣泛的應用前景。

② 儲能有哪些種類又有哪些優點與缺點

電類儲能有多少種類型？電氣類儲能的應用形式只有超級電容器儲能和超導儲能。

1、超級電容器儲能

根據電化學雙電層理論研製而成的，又稱雙電層電容器，兩電荷層的距離非常小(一般0.5mm以下)，採用特殊電極結構，使電極表面積成萬倍的增加，從而產生極大的電容量。

超級電容器儲能開發已有50多年的歷史，近二十年來技術進步很快，使它的電容量與傳統電容相比大大增加，達到幾千法拉的量級，而且比功率密度可達到傳統電容的十倍。

超級電容器儲能將電能直接儲存在電場中，無能量形式轉換，充放電時間快，適合用於改善電能質量。由於能量密度較低，適合與其他儲能手段聯合使用。

2、超導儲能

超導儲能系統是由一個用超導材料製成的、放在一個低溫容器(cryogenic vessel) (杜瓦Dewar )中的線圈、功率調節系統(PCS)和低溫製冷系統等組成。

能量以超導線圈中循環流動的直流電流方式儲存在磁場中。

超導儲能適合用於提高電能質量，增加系統阻尼，改善系統穩定性能，特別是用於抑制低頻功率振盪。

但是由於其格昂貴和維護復雜，雖然已有商業性的低溫和高溫超導儲能產品可用，在電網中應用很少，大多是試驗性的。SMES 在電力系統中的應用取決於超導技術的發展 (特別是材料、低成本、製冷、電力電子等方面技術的發展)。

3、鉛酸電池

鉛酸電池是世界上應用最廣泛的電池之一。鉛酸電池內的陽極(PbO2)及陰極(Pb)浸到電解液(稀硫酸)中，兩極間會產生2V的電勢，這就是鉛酸電池的原理。

鉛酸電池常常用於電力系統的事故電源或備用電源，以往大多數獨立型光伏發電系統配備此類電池。目前有逐漸被其他電池(如鋰離子電池)替代的趨勢。

4、鋰離子電池

鋰離子電池實際上是一個鋰離子濃差電池，正負電極由兩種不同的鋰離子嵌入化合物構。

充電時，Li+從正極脫嵌經過電解質嵌入負極，此時負極處於富鋰態，正極處於貧鋰態;放電時則相反，Li+從負極脫嵌，經過電解質嵌入正極，正極處於富鋰態，負極處於貧鋰態。

由於鋰離子電池在電動汽車、計算機、手機等攜帶型和移動設備上的應用，所以它目前幾乎已成為世界上應用最為廣泛的電池。

鋰離子電池的能量密度和功率密度都較高，這是它能得到廣泛應用和關注的主要原因。

它的技術發展很快，近年來，大規模生產和多場合應用使其價格急速下降，因而在電力系統中的應用也越來越多。

鋰離子電池技術仍然在不斷地開發中，目前的研究集中在進一步提高它的使用壽命和安全性，降低成本、以及新的正、負極材料的開發上。

5、鈉硫電池

鈉硫電池的陽極由液態的硫組成，陰極由液態的鈉組成，中間隔有陶瓷材料的貝塔鋁管。電池的運行溫度需保持在300℃以上，以使電極處於熔融狀態。

日本的NGK公司是世界上唯一能製造出高性能的鈉硫電池的廠家。目前採用50kW的模塊，可由多個50kW的模塊組成MW級的大容量的電池組件。

在日本、德國、法國、美國等地已建有約200多處此類儲能電站，主要用於負荷調平、移峰、改善電能質量和可再生能源發電，電池價格仍然較高。

6 、全釩液流電池

在液流電池中，能量儲存在溶解於液態電解質的電活性物種中，而液態電解質儲存在電池外部的罐中，用泵將儲存在罐中的電解質打入電池堆棧，並通過電極和薄膜，將電能轉化為化學能，或將化學能轉化為電能。

液流電池有多個體系，其中全釩氧化還原液流電池(vanadium redox flow battery, VRFB)最受關注。

這種電池技術最早為澳大利亞新南威爾士大學發明，後技術轉讓給加拿大的VRB公司。

在2010年以後被中國的普能公司收購，中國的普能公司的產品在國內外一些試點工程項目中獲得了應用。

電池的功率和能量是不相關的，儲存的能量取決於儲存罐的大小，因而可以儲存長達數小時至數天的能量，容量也可達MW級，適合於應用在電力系統中。

儲能優點與缺點：

各種類型的儲能系統中，鋰離子電池儲能是目前技術相對成熟的一種儲能方式。以橄欖石型磷酸鐵鋰為活性物質的鋰離子二次電池，具有較高的能量密度、較低的生產製造成本以及使用壽命長等諸多優點。在電動汽車產業的推動下，與磷酸鐵鋰電池有關的荷電狀態估算、電池集成技術、管理系統等方面更是進行了廣泛、深入的研究工作。然而，這些研究多數是在電動汽車使用環境、運行工況和使用條件下進行的，其研究成果和結論並不完全適用於以大規模能量輸入/輸出為特徵的電網儲能系統。

儲能定義：

從廣義上講，儲能即能量存儲，是指通過一種介質或者設備，把一種能量形式用同一種或者轉換成另一種能量形式存儲起來，基於未來應用需要以特定能量形式釋放出來的循環過程。

從狹義上講，針對電能的存儲，儲能是指利用化學或者物理的方法將產生的能量存儲起來並在需要時釋放的一系列技術和措施。

九種儲能電池技術優劣對比：

一、鉛酸電池

主要優點：

1、原料易得，價格相對低廉;

2、高倍率放電性能良好;

3、溫度性能良好，可在-40~+60℃的環境下工作;

4、適合於浮充電使用，使用壽命長，無記憶效應;

5、廢舊電池容易回收，有利於保護環境。

主要缺點：

1、比能量低，一般30~40Wh/kg;

2、使用壽命不及Cd/Ni電池;

3、製造過程容易污染環境，必須配備三廢處理設備。

二、鎳氫電池

主要優點：

1、與鉛酸電池比，能量密度有大幅度提高，重量能量密度65Wh/kg，體積能量密度都有所提高200Wh/L;

2、功率密度高，可大電流充放電;

3、低溫放電特性好;

4、循環壽命(提高到1000次);

5、環保無污染;

6、技術比較鋰離子電池成熟。

主要缺點：

1、正常工作溫度范圍-15~40℃，高溫性能較差;

2、工作電壓低，工作電壓范圍1.0~1.4V;

3、價格比鉛酸電池、鎳氫電池貴，但是性能比鋰離子電池差。

三、鋰離子電池

主要優點：

1、比能量高;

2、電壓平台高;

3、循環性能好;

4、無記憶效應;

5、環保，無污染;目前是最好潛力的電動汽車動力電池之一。

四、超級電容

主要優點：

1、功率密度高;

2、充電時間短。

主要缺點：能量密度低，僅1-10Wh/kg，超級電容續航里程太短，不能作為電動汽車主流電源。

五、燃料電池

主要優點：

1、比能量高，汽車行駛里程長;

2、功率密度高，可大電流充放電;

3、環保，無污染。

主要缺點：

1、系統復雜，技術成熟度差;

2、氫氣供應系統建設滯後;

3、對空氣中二氧化硫等有很高要求。由於國內空氣污染嚴重，在國內的燃料電池車壽命較短。

六、鈉硫電池

優勢：

1、高比能量(理論760wh/kg;實際390wh/kg);

2、高功率(放電電流密度可達200~300mA/cm2);

3、充電速度快(充滿30min);

4、長壽命(15年;或2500~4500次);

5、無污染，可回收(Na，S回收率近100%);6、無自放電現象，能量轉化率高;

不足：

1、工作溫度高，其工作溫度在300~350度，電池工作時需要一定的加熱保溫，啟動慢;

2、價格昂貴，萬元/每度;

3、安全性差。

七、液流電池(釩電池)

優點：

1、安全、可深度放電;

2、規模大，儲罐尺寸不限;

3、有很大的充放電速率;

4、壽命長，高可靠性;

5、無排放，噪音小;

6、充放電切換快，只需0.02秒;

7、選址不受地域限制。

缺點：

1、正極、負極電解液交叉污染;

2、有的要用價貴的離子交換膜;

3、兩份溶液體積大，比能量低;

4、能量轉換效率不高。

八、鋰空氣電池

致命缺陷：固體反應生成物氧化鋰(Li2O)會在正極堆積，使電解液與空氣的接觸被阻斷，從而導致放電停止。科學家認為，鋰空氣電池的性能是鋰離子電池的10倍，可以提供與汽油同等的能量。鋰空氣電池從空氣中吸收氧氣充電，因此這種電池可以更小、更輕。全球不少實驗室都在研究這種技術，但如果沒有重大突破，要想實現商用可能還需要10年。

九、鋰硫電池(鋰硫電池是一類極具發展前景的高容量儲能體系)

優點：

1、能量密度高，理論能量密度可達2600Wh/kg;

2、原材料成本低;

3、能源消耗少;

4、低毒。

③ 蓄電池分幾種類型

蓄電池的種類分為：鉛酸蓄電池

鉛酸蓄電池的發展歷史最久用於最廣泛的一種電池，廣泛用用於內燃機汽車的起動動力源。它也是成熟的電動汽車蓄電池，它可靠性好、原材料易得、價格便宜;比功率也基本上能滿足電動汽車的動力性要求。但它也存在很大的缺點;一是比能量低，所佔的質量和體積太大，且一次充電行駛里程較短;另一個是使用壽命短，使用成本過高;屬於強酸型，污染嚴重。
蓄電池的種類分為：鎳氫蓄電池

鎳氫蓄電池屬於鹼性電池，鎳氫蓄電池循環使用壽命較長，無記憶效應，但價格較高。它的初期購置成本雖高，但由於其在能量和使用壽命方面的優勢，因此其長期的實際使用成本並不高。目前國外生產電動汽車鎳氫蓄電池的豎宏公司主要是Ovonie、豐田和松下的一個合資公司。Ovonie現有80A•h和130A•h兩種單元電池，其比能量達75-80W•h/kg，循環使用壽命超過600次。這種蓄電池裝在幾種電動汽車上試用，其中一類車一次充電可行駛345km，有一輛車一年中行駛了8萬多公里。由於價格較高，目前尚未大批量生產。國內已開游伍發出55A•h和100A•h 單元電池，比能量達65 W•h/kg，功率密度大於800W/kg的鎳氫蓄電池。
蓄電池的種類分為：鋰離子電池

鋰離子二次電池作為新型高電壓、高能量密度的可充電電池，其獨特的物理和電化學性能，具有廣泛的民用(如手機電池)和國防應用的前景。其突出的特點是：重量輕、儲能大、無污染、無記憶效應、使用壽命長。在同體積重量情況下，鋰電池的蓄電能力是鎳氫電池的1.6倍，是鎳鎘電池的4倍，並且目前人類只開發利用了其理論電量的20%～30%，開發前景非常光明。同時它是一種真正的綠色環保電池，不會對環境造成污染，是目前最佳的能應用到電動車上的電池。
蓄電池的種類分為：鎳鎘電池
鎳鎘電池的應用廣泛程度僅次於鉛酸蓄電池，其比能量可達55W•h/kg，比功率超過190W/kg。可快速充電，循環使用壽命較長，是鉛酸蓄電池的兩倍多，可達到2000多次，但價格為鉛酸蓄電池的4～5倍。它的初期購置成本雖高，但由於其在能量和使用壽命方面的優勢，因此其長期的實際使用成本並不高。缺點是有「記憶效應」，容易因為充放電不良而導致電池可用容量減小。須在使用十次左右後，作一次完全充放電，如果已經有了「記憶效應」，應連續作3～5次完全充放電，以釋放記憶。另外鎘有毒，使用中要注意做好回收工作，以免鎘造成環境污染。
蓄電池的種類分為：鈉硫蓄電池
鈉硫電池的優點：一個是比能量高。其理論比能量為760W•h/kg，實際已大於100W•h/kg，是鉛酸電池的3～4倍;另一個是可大電流、高功率放電。其放電電流密度一般可達200～300mA/mm2,並瞬時間可放出其3倍的固有餘磨冊能量;再一個是充放電效率高。由於採用固體電解質，所以沒有通常採用液體電解質二次電池的那種自放電及副反應，充放電電流效率幾乎100%。鈉硫電池缺點，主要其工作溫度在300～350℃，所以，電池工作時需要一定的加熱保溫。而高溫腐蝕嚴重，電池壽命較短。現在已有採用高性能的真空絕熱保溫技術，可有效地解決這一問題。也有性能穩定性及使用安全性不太理想等問題。在80～90年代，國外重點發展鈉硫電池作為固定場合下(如電站儲能)應用，並越來越顯示其優越性。

④ 目前常見的儲能技術都有哪些

目前常見的儲能技術都有哪些？銳勁特了解到目前比較常見的有抽水蓄能、電化學儲能、超級電容等，抽水蓄能是利用電力負荷低谷時的電能抽水至上水庫，在電力負荷高峰期再放水至下水庫的一種儲能技術。這是目前最成熟的儲能技術，儲能成本較低，已經實現大規模應用。電化學儲能是目前最前沿的儲能技術。近幾年來，鈉硫電池、液流電池和鋰離子電池儲能等電化學儲能技術發展較快，發展潛力巨大，如果在電池材料、製造工藝、系統集成及運行維護等方面的成本控制上實現突破，未來的發展前景會更加廣闊。超級電容是上世紀七八十年代發展起來的，它通過極化電解質儲能的電化學元件，儲能過程並不發生化學反應。由於儲能過程可逆，超級電容器可以反復充放電數十萬次。但由於儲能容量小，並不適用於電網大規模儲能，移動儲能配合銳勁特集裝箱空調使用，效果更好哦。