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邹小姐：13326633089 -
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引言：预计到(dao)2050年(nian)(nian)，清洁能(neng)源的大规模开(kai)发利用将为全(quan)球(qiu)带(dai)来500TWh（TWh太瓦(wa)时(shi)(shi)，1太瓦(wa)小时(shi)(shi)=10^12瓦(wa)时(shi)(shi)=10^9千(qian)(qian)瓦(wa)时(shi)(shi)=10亿千(qian)(qian)瓦(wa)时(shi)(shi)=10亿度(du)(du)电(dian)(dian)(dian)）的储能(neng)需求；工信部：2022年(nian)(nian)3-4月全(quan)国储能(neng)电(dian)(dian)(dian)池产量超过10.5GWh（GWh吉瓦(wa)时(shi)(shi)，1GWH吉瓦(wa)时(shi)(shi)=10^9瓦(wa)时(shi)(shi)=10^6千(qian)(qian)瓦(wa)时(shi)(shi)=100万度(du)(du)电(dian)(dian)(dian)）。一辆特斯拉的汽车(che)存(cun)电(dian)(dian)(dian)量大约(yue)是60~90度(du)(du)电(dian)(dian)(dian)。纯(chun)电(dian)(dian)(dian)动(dong)车(che)目标是百公里耗电(dian)(dian)(dian)约(yue)12度(du)(du)。
电(dian)力(li)(li)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)以其清(qing)洁(jie)、便利等特点(dian)，已成为人类(lei)现(xian)代生(sheng)产和(he)生(sheng)活中不可或缺的(de)重要部分，但现(xian)阶段全(quan)球电(dian)力(li)(li)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)仍以火(huo)力(li)(li)发电(dian)为主体（占到了68％，而中国更高达75％以上(shang)）。火(huo)力(li)(li)发电(dian)产生(sheng)的(de)废(fei)气给环境(jing)保(bao)护(hu)带来了巨大压力(li)(li)，加上(shang)煤(mei)炭、石(shi)(shi)油等石(shi)(shi)化资源(yuan)的(de)不均(jun)衡分布和(he)有限储量(liang)，使得电(dian)力(li)(li)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)成本持(chi)续(xu)攀(pan)升，电(dian)力(li)(li)使用的(de)安全(quan)保(bao)障逐(zhu)渐下(xia)降。近(jin)年来，无论是(shi)为了应对能(neng)(neng)(neng)源(yuan)危机，还是(shi)缓(huan)解日益严峻(jun)的(de)环境(jing)压力(li)(li)，世界各国都把目(mu)光投(tou)向(xiang)可再生(sheng)的(de)绿色(se)新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)。
▲新能源(yuan)项(xiang)目需得搭配大号充电(dian)宝-储能站
然而与传(chuan)统(tong)(tong)的(de)(de)火(huo)力发电(dian)(dian)(dian)相(xiang)比，这(zhei)些新能源形式有(you)一个内在缺陷，那就是它们的(de)(de)正常运(yun)转受到自然条件的(de)(de)限制，造(zao)成电(dian)(dian)(dian)能的(de)(de)输出与用(yong)户的(de)(de)需求往往不能很好地匹配。例如用(yong)太(tai)阳(yang)能给(ji)一个住宅区供(gong)(gong)电(dian)(dian)(dian)，白(bai)天居民(min)(min)大多不在家(jia)，太(tai)阳(yang)能电(dian)(dian)(dian)池产(chan)生的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)能供(gong)(gong)大于求，白(bai)白(bai)浪费掉(diao)；到了晚上居民(min)(min)下班(ban)回家(jia)，用(yong)电(dian)(dian)(dian)量激增，太(tai)阳(yang)能电(dian)(dian)(dian)池此(ci)时(shi)却又无法正常供(gong)(gong)电(dian)(dian)(dian)。此(ci)时(shi)，就需要新型储能提供(gong)(gong)重要装(zhuang)备基(ji)础和(he)关键技术支撑，用(yong)以(yi)建设新型电(dian)(dian)(dian)力系(xi)统(tong)(tong)，实现电(dian)(dian)(dian)网安全可控。”
机(ji)(ji)械和电化学储(chu)能(neng)(neng)是目前(qian)技(ji)术(shu)最成熟，规(gui)模最大(da)的(de)储(chu)能(neng)(neng)技(ji)术(shu)。按照储(chu)能(neng)(neng)介质形态分(fen)类，目前(qian)的(de)储(chu)能(neng)(neng)技(ji)术(shu)可分(fen)为(wei)五种形式：电化学储(chu)能(neng)(neng)、机(ji)(ji)械储(chu)能(neng)(neng)、电磁储(chu)能(neng)(neng)、化学储(chu)能(neng)(neng)和冷/热储(chu)能(neng)(neng)等。抽水蓄能(neng)(neng)电站是最成熟装机(ji)(ji)量最大(da)的(de)储(chu)能(neng)(neng)路线，但装机(ji)(ji)受地形限制大(da)。电化学储(chu)能(neng)(neng)具有能(neng)(neng)量密度高、响(xiang)应时(shi)间快、维护成本低、灵活方便(bian)等优点，成为(wei)目前(qian)大(da)规(gui)模储(chu)能(neng)(neng)技(ji)术(shu)的(de)发展(zhan)方向。
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电(dian)化学储能 |
包括锂离(li)子电(dian)池、铅酸电(dian)池等，主要优点是使用方便(bian)，不受(shou)地域限制 |
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机械储能 |
以(yi)抽水储能为主，具(ju)有容量大(da)、寿命长的特(te)点 |
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电磁储能 |
电磁储能：包括超导储能和(he)超级电容器，存在成本(ben)较高(gao)的缺点(dian) |
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化(hua)学储(chu)能(neng) |
以氢(qing)储能、合(he)成燃(ran)料为主(zhu)，能量转换效(xiao)率(lv)低且存在安全隐(yin)患 |
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冷/热(re)储能(neng) |
有热化学(xue)储能、相变储能等，但(dan)可(ke)靠性(xing)较低且应(ying)用(yong)场景受(shou)限 |
电(dian)网(wang)静态电(dian)化学(xue)储能与汽(qi)车动力电(dian)源对(dui)电(dian)池特性的要求各有侧重(zhong)，前者以储能价格和(he)电(dian)池寿命作为(wei)第一(yi)要素，而后者则(ze)以能量密度(du)、功率特性和(he)安(an)全性能作为(wei)研发重(zhong)点。从面向(xiang)电网大(da)规模储能(neng)的角度来(lai)看，储能(neng)价格和电池(chi)寿命是电化学储能(neng)技术的关键参数，下(xia)文我们一起来(lai)看看适用(yong)于(yu)大(da)规模储能(neng)领(ling)域(yu)的电池(chi)类型~
1、锂离子电池(chi)
目前从技术路线上(shang)来说，业界对锂(li)离子电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)比(bi)较(jiao)常见的(de)分类为钴(gu)酸(suan)(suan)锂(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)、锰(meng)酸(suan)(suan)锂(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)、镍钴(gu)铝酸(suan)(suan)锂(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)（进口三(san)(san)锂(li)元）、镍钴(gu)锰(meng)酸(suan)(suan)锂(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)（国产三(san)(san)锂(li)元）、磷(lin)酸(suan)(suan)铁锂(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)、钛酸(suan)(suan)锂(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)。其中(zhong)钴(gu)酸(suan)(suan)锂(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)产业化(hua)最成(cheng)熟，已(yi)广泛应用在(zai)手机、笔记(ji)本(ben)(ben)(ben)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)脑等(deng)小(xiao)型(xing)移动(dong)设备上(shang)；锰(meng)酸(suan)(suan)锂(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)以(yi)低成(cheng)本(ben)(ben)(ben)、高(gao)(gao)性能(neng)(neng)的(de)优势(shi)成(cheng)为潜在(zai)的(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)动(dong)汽车(che)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)，在(zai)日本(ben)(ben)(ben)有一(yi)定(ding)的(de)成(cheng)熟度(du)；三(san)(san)元电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)，以(yi)相对廉价的(de)镍和(he)(he)锰(meng)取代了钴(gu)酸(suan)(suan)锂(li)中(zhong)三(san)(san)分之二以(yi)上(shang)的(de)钴(gu)，成(cheng)本(ben)(ben)(ben)相比(bi)钴(gu)酸(suan)(suan)锂(li)更低、能(neng)(neng)量密度(du)高(gao)(gao)于(yu)磷(lin)酸(suan)(suan)铁锂(li)，收到了动(dong)力电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)厂家的(de)成(cheng)本(ben)(ben)(ben)，但伴随着钴(gu)资(zi)源(yuan)的(de)日渐紧缺，成(cheng)本(ben)(ben)(ben)优势(shi)还是不(bu)够(gou)明(ming)显；磷(lin)酸(suan)(suan)铁锂(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)以(yi)长寿命、低成(cheng)本(ben)(ben)(ben)以(yi)及高(gao)(gao)安全(quan)性等(deng)优势(shi)成(cheng)为目前最热门(men)的(de)储能(neng)(neng)和(he)(he)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)动(dong)汽车(che)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)。
▲锂离子电(dian)池产(chan)生电(dian)流的(de)工(gong)作原理（锂(li)离子电池是(shi)预先在正极使(shi)用(yong)含锂(li)金属化合物，负极使(shi)用(yong)能(neng)吸储(chu)锂(li)的(de)碳(石墨) ）
▼锂离子(zi)电池的种类和特(te)点(dian)
20世纪90年代末(mo)，Padhi等人(ren)合成了一(yi)种磷酸铁锂（LiFePO4）的(de)正(zheng)极材料，首次从材料上(shang)降(jiang)低(di)了锂离子(zi)电池(chi)(chi)的(de)价格，使得锂离子(zi)电池(chi)(chi)在(zai)大(da)规(gui)模储能(neng)领域的(de)应用成为可能(neng)。此外，快速发展(zhan)的(de)新(xin)能(neng)源汽(qi)车动(dong)力蓄电池(chi)(chi)开始迎来“退役潮(chao)”，退役的(de)锂离子(zi)电池(chi)(chi)应用于储能(neng)系统也成为了一(yi)个重要的(de)方向。
▲道(dao)达尔(er)在法(fa)国的25MW的存(cun)储(chu)容(rong)量锂(li)离子电池储(chu)能项目
▲2021年6月，Arevon在加利福尼亚州的一个(ge)100MW/400MWh的Saticoy储能项目(mu)上线运行，使(shi)用142个(ge)3MWhMegapack开(kai)发和建(jian)造。知(zhi)情(qing)人(ren)士透露称，特斯拉Megapack采用的是宁德时(shi)代的铁锂(li)电池。
2、液流(liu)电池
液(ye)流(liu)电(dian)(dian)(dian)(dian)池和通(tong)常以(yi)固体作(zuo)电(dian)(dian)(dian)(dian)极的(de)(de)普(pu)通(tong)蓄电(dian)(dian)(dian)(dian)池不同，液(ye)流(liu)电(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)活性(xing)(xing)物质是具(ju)有流(liu)动性(xing)(xing)的(de)(de)液(ye)体电(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)质溶(rong)(rong)液(ye)，由(you)于大量的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)质溶(rong)(rong)液(ye)可以(yi)存储在(zai)(zai)外部(bu)并通(tong)过泵(beng)输送到电(dian)(dian)(dian)(dian)池内反应，液(ye)流(liu)电(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)规模相对于普(pu)通(tong)蓄电(dian)(dian)(dian)(dian)池可以(yi)大幅提高(gao)。电(dian)(dian)(dian)(dian)池内的(de)(de)正、负(fu)极电(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)液(ye)由(you)离子交换膜(mo)隔开，在(zai)(zai)充、放电(dian)(dian)(dian)(dian)过程中，电(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)液(ye)中的(de)(de)活性(xing)(xing)物质离子在(zai)(zai)惰性(xing)(xing)电(dian)(dian)(dian)(dian)极表面发生价(jia)态的(de)(de)变化。目前最(zui)有前景的(de)分为全(quan)钒(fan)液(ye)流电池(chi)(chi)(VRFB)、锌溴液(ye)流电池(chi)(chi)（ZBFB或ZBB）、铁(tie)基液(ye)流电池(chi)(chi)三种技术路线，其中全(quan)钒(fan)路线最(zui)为成(cheng)熟。总的(de)来说，液(ye)流电池(chi)(chi)能量密度低于锂电池(chi)(chi)，但安(an)全(quan)性更(geng)好，但成(cheng)本也高出不少。
液流(liu)电(dian)池的基本原理
目前，已经有兆瓦／兆瓦时级和(he)超(chao)过兆瓦级的(de)全(quan)钒液流电(dian)池(chi)组投入运营(ying)液流电(dian)池(chi)具有容量大、功率大、效率高、寿命长、安(an)全(quan)性(xing)高等(deng)优点(dian)，使其在很短的(de)时间(jian)内得到了较快的(de)发(fa)展。但是(shi)，其产业化仍(reng)面临电(dian)解液、电(dian)极(ji)极(ji)板特别是(shi)离子交换膜等(deng)关(guan)键材料的(de)制约及实际储(chu)能价格(ge)偏高等(deng)问(wen)题。
▲2022年5月24日0时32分，220千伏储南线和储湾线顺利送电，大连液流电池储能调峰电站成功接入大连电网，标志着大连电网首个“黑启动”电源投入使用。本期投入的716个灰白色电解液储罐将可储存400MWH(兆瓦时)电量，即40万度电
▲央广(guang)网5月26日(ri)(ri)消(xiao)息近日(ri)(ri)，由大连(lian)化物所提供的20kWh新一代液流电池储能系统在比利时调试运行成(cheng)功
3、钠硫(liu)电(dian)池
钠(na)(na)硫(liu)(liu)电(dian)池(chi)于(yu)1966年(nian)首(shou)先由美(mei)国福特公(gong)司针对(dui)电(dian)动汽车(che)中的(de)应(ying)用而提出。但(dan)是随(sui)后的(de)研究发现，由于(yu)钠(na)(na)硫(liu)(liu)电(dian)池(chi)具(ju)有(you)高(gao)比(bi)功率(lv)和比(bi)能量(liang)、低原材料成(cheng)本和制造成(cheng)本、温度稳(wen)定性以及无(wu)自放(fang)电(dian)等特性，使(shi)其成(cheng)为目前(qian)最具(ju)市场活力和较好(hao)应(ying)用前(qian)景的(de)储(chu)能电(dian)池(chi)。钠(na)(na)硫(liu)(liu)电(dian)池(chi)的(de)电(dian)极材料是钠(na)(na)和硫(liu)(liu)，储(chu)量(liang)丰富，成(cheng)本较低。钠(na)(na)硫(liu)(liu)电(dian)池(chi)储(chu)能成(cheng)本约为400~600美(mei)元(yuan)/（kW·h）和1000-3000美(mei)元(yuan)/kW，比(bi)较接(jie)近大规模储(chu)能市场预(yu)期。但(dan)由于(yu)它使(shi)用了金属钠(na)(na)，是一(yi)种(zhong)易燃(ran)物，又运(yun)行在(zai)高(gao)温下，所以存在(zai)一(yi)定的(de)风险(xian)。
以熔融态的钠和(he)硫分别作(zuo)为负(fu)极(ji)(ji)和(he)正极(ji)(ji)，以β″-Al2O3陶瓷(ci)管(guan)作(zuo)为固态电解质兼正负(fu)极(ji)(ji)隔膜，电池的工作(zuo)温度在(zai)300~350℃，以使电极(ji)(ji)处(chu)于熔融状(zhuang)态，工作(zuo)原理如下。
钠硫电(dian)池(chi)
目前，日本NGK公司是国际上钠硫储能(neng)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)研制、发展和应用的(de)(de)标志性机构。NGK采(cai)用50kW的(de)(de)模(mo)块(kuai)，可由(you)多个(ge)50kW的(de)(de)模(mo)块(kuai)组成MW级的(de)(de)大容(rong)量的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)组件。在日本、德国、法国、美国等地(di)已建有约(yue)200多处此类(lei)储能(neng)电(dian)(dian)(dian)站，主要用于负荷调(diao)平、移峰、改善电(dian)(dian)(dian)能(neng)质量和可再(zai)生能(neng)源(yuan)发电(dian)(dian)(dian)，电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)价格仍(reng)然较高。
▲2021年10月(yue)20日，日本碍子（NGK-insulators）宣布，向德国(guo)化工集团巴(ba)斯(si)夫提供的(de)钠(na)硫电(dian)池（NAS）已在巴(ba)斯(si)夫安特(te)卫普Verbund工厂（比(bi)利时）开始运行(xing)，这也(ye)是(shi)巴(ba)斯(si)夫集团首次安装钠(na)硫电(dian)池
4、钠离子电(dian)池(chi)
锂(li)离(li)子(zi)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)飞速发展必(bi)然会(hui)导(dao)致(zhi)锂(li)资源的(de)(de)紧缺，从而(er)影响其储能价格(ge)和大(da)规模持(chi)续(xu)供给(ji)。金(jin)属钠(na)价格(ge)低(di)廉、储量(liang)丰富(fu)，且(qie)与(yu)锂(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)位相近，以(yi)其作为电(dian)(dian)(dian)(dian)极材料(liao)构成的(de)(de)钠(na)离(li)子(zi)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)在大(da)规模储能应用(yong)中将(jiang)有(you)(you)很大(da)的(de)(de)发展潜(qian)力(li)。钠(na)离(li)子(zi)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)与(yu)锂(li)离(li)子(zi)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)结构和原理相似，正(zheng)负极材料(liao)均采(cai)用(yong)钠(na)离(li)子(zi)容易嵌入/脱嵌的(de)(de)活性材料(liao)，电(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)质是溶解(jie)(jie)有(you)(you)钠(na)离(li)子(zi)的(de)(de)有(you)(you)机(ji)溶剂或采(cai)用(yong)盐类(lei)掺(chan)杂的(de)(de)固态聚合物。与(yu)锂(li)离(li)子(zi)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)相比，钠(na)离(li)子(zi)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)预计(ji)在大(da)规模储能领域更具有(you)(you)优势，不仅原材料(liao)价格(ge)低(di)廉、储量(liang)丰富(fu)，而(er)且(qie)钠(na)的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)位比锂(li)高0.3V，尽管能量(liang)密度稍低(di)一(yi)些，但这意(yi)味着钠(na)离(li)子(zi)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)可以(yi)使用(yong)分(fen)解(jie)(jie)电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)更低(di)的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)质溶液，使其安全性能明(ming)显优于(yu)锂(li)离(li)子(zi)电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)。
钠离子电(dian)池原理
“双碳”背景(jing)下(xia)，储(chu)能(neng)行(xing)业(ye)发展前景(jing)广阔。受此(ci)影响，钠(na)(na)离(li)子(zi)电池一(yi)直站在(zai)风口上。今年(nian)以来，具有更(geng)低成本储(chu)能(neng)优势、更(geng)安全(quan)性能(neng)的(de)钠(na)(na)离(li)子(zi)电池开始受到业(ye)界青睐。2022年(nian)5月13日(ri)，国家能(neng)源局公布(bu)了2021年(nian)度(du)能(neng)源领域首台(tai)(套(tao))重(zhong)大技(ji)术(shu)(shu)装备(bei)(项(xiang)目)名单，包括(kuo)75项(xiang)技(ji)术(shu)(shu)装备(bei)，其中(zhong)储(chu)能(neng)领域涉及8个(ge)技(ji)术(shu)(shu)装备(bei)(项(xiang)目)，氢(qing)能(neng)涉及4个(ge)。中(zhong)科(ke)海钠(na)(na)研发并于2021年(nian)6月28日(ri)投运(yun)的(de)1MWh钠(na)(na)离(li)子(zi)储(chu)能(neng)电池系统成功入选。该项(xiang)目是(shi)中(zhong)国科(ke)学(xue)院A类战略性先导科(ke)技(ji)专项(xiang)大规模储(chu)能(neng)关(guan)键(jian)技(ji)术(shu)(shu)与(yu)应用示范项(xiang)目，由中(zhong)科(ke)海钠(na)(na)和中(zhong)科(ke)院物理(li)所(suo)联(lian)合(he)打造，目前运(yun)行(xing)状况良好。
2021年度能源领域(yu)首台(套)重(zhong)大技术装备(项目)名(ming)单部分(fen)
▲▼2021年6月28日，全(quan)球(qiu)首套1MWh钠离子(zi)储能系统在山(shan)西(xi)太(tai)原正式(shi)投运
该(gai)系统(tong)以钠(na)离(li)子电(dian)池为储(chu)能(neng)主体，结合市(shi)电(dian)、光(guang)伏和(he)充电(dian)设施形成微网系统(tong)，可(ke)根(gen)据需(xu)求与(yu)公共电(dian)网智能(neng)互动。1MWh钠(na)离(li)子储(chu)能(neng)电(dian)池系统(tong)研制成功具(ju)有重大意(yi)义，标(biao)志着(zhe)我(wo)国在钠(na)离(li)子电(dian)池技术及其产业化走在了世界前列，同时(shi)意(yi)味着(zhe)钠(na)离(li)子电(dian)池步入商业化应用新阶段。
5、液态(tai)金属电(dian)池
液(ye)态金属(shu)电(dian)池(chi)正(zheng)负(fu)极均为(wei)(wei)金属(shu)，电(dian)解(jie)(jie)(jie)质(zhi)为(wei)(wei)无(wu)(wu)机(ji)盐(yan)，运行时(shi)正(zheng)负(fu)极金属(shu)和无(wu)(wu)机(ji)盐(yan)电(dian)解(jie)(jie)(jie)质(zhi)均为(wei)(wei)熔(rong)融态，液(ye)态金属(shu)与无(wu)(wu)机(ji)熔(rong)盐(yan)互不混溶(rong)，且由(you)于密度差自动分为(wei)(wei)三(san)层。在(zai)设计电(dian)极和电(dian)解(jie)(jie)(jie)质(zhi)材料时(shi)，上层负(fu)极液(ye)态金属(shu)密度最(zui)小，下层正(zheng)极液(ye)态金属(shu)密度最(zui)大(da)，中(zhong)间熔(rong)盐(yan)电(dian)解(jie)(jie)(jie)质(zhi)层密度居中(zhong)，熔(rong)盐(yan)电(dian)解(jie)(jie)(jie)质(zhi)兼作正(zheng)负(fu)极间隔离(li)层。
液(ye)态金(jin)属电池示(shi)意图(tu)(a)放电(b)充电
液(ye)态电(dian)(dian)(dian)极(ji)不存(cun)在长期使用造成的(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)极(ji)形变和(he)枝晶生长等影响电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)寿(shou)命(ming)及安全性能的(de)(de)(de)因素，因此(ci)可以长期安全运行(xing)，预计电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)寿(shou)命(ming)可以达到15年。无机熔盐(yan)电(dian)(dian)(dian)解(jie)质(zhi)兼做正负极(ji)隔离层，电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)无需(xu)特殊隔膜(mo)(mo)，既降低了电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)成本(ben)，又使得(de)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)体(ti)系容易放大(da)和(he)生产。由(you)于(yu)不存(cun)在隔膜(mo)(mo)技术的(de)(de)(de)制(zhi)约，且(qie)电(dian)(dian)(dian)极(ji)和(he)电(dian)(dian)(dian)解(jie)质(zhi)来源(yuan)广(guang)泛、价格较低，通过测(ce)算得(de)出液(ye)态金(jin)属(shu)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)系
统的储能(neng)(neng)价格有望低于250美元/(kW·h)，能(neng)(neng)满足(zu)目前市场对大(da)规模(mo)(mo)储能(neng)(neng)的价格预期(qi)。液态金属(shu)(shu)电池的高倍率充放(fang)电性能(neng)(neng)及电池系统的可放(fang)大(da)性，使(shi)得液态金属(shu)(shu)电池能(neng)(neng)满足(zu)能(neng)(neng)量型和(he)功率型双(shuang)重应用(yong)，在大(da)规模(mo)(mo)储能(neng)(neng)中有着(zhe)广(guang)阔的应用(yong)前景。
在(zai)美国(guo)(guo)麻(ma)省理工教授DonaldSadoway主导下，一(yi)家美国(guo)(guo)科(ke)技初创公司(si)Ambri于2010年成(cheng)立，该公司(si)声称其新型液(ye)(ye)(ye)态金属电池可(ke)以(yi)用于长期储能应用。该公司(si)已获得1.44亿美元(yuan)投资，并与一(yi)家关键材(cai)料(liao)供应商(shang)签署了协(xie)议。Ambri的电池芯(xin)阳(yang)极(ji)使用液(ye)(ye)(ye)态钙合金以(yi)及熔融盐电解液(ye)(ye)(ye)；阴极(ji)由固体锑颗粒制成(cheng)，并装入(ru)不锈钢外壳。然(ran)后将它们放入(ru)准(zhun)备安装的DC集装箱系统中。
Ambri称(cheng)其生产过程步骤更少，产品成(cheng)本将低于(yu)(yu)锂离子电(dian)池(chi)。当电(dian)池(chi)在500℃高温下工作时，不受热逃逸、电(dian)解液(ye)分(fen)解和废气(qi)排(pai)放的(de)(de)影响(xiang)，适用于(yu)(yu)高容量(liang)、循环(huan)频繁、寿命长、效率高的(de)(de)应(ying)用场合。据称(cheng)这种(zhong)非(fei)流动电(dian)池(chi)的(de)(de)预期寿命为20年。
电(dian)(dian)(dian)网(wang)静(jing)态(tai)电(dian)(dian)(dian)化学(xue)储(chu)能(neng)(neng)(neng)与汽车(che)动力(li)电(dian)(dian)(dian)源对电(dian)(dian)(dian)池特性的(de)要(yao)求(qiu)各有侧重，前者(zhe)以(yi)储(chu)能(neng)(neng)(neng)价(jia)格(ge)和(he)电(dian)(dian)(dian)池寿(shou)(shou)命(ming)作(zuo)为第一要(yao)素(su)，而后者(zhe)则以(yi)能(neng)(neng)(neng)量密(mi)度(du)、功率特性和(he)安全性能(neng)(neng)(neng)作(zuo)为研发重点。因此，静(jing)态(tai)电(dian)(dian)(dian)化学(xue)储(chu)能(neng)(neng)(neng)技(ji)(ji)术(shu)(shu)的(de)发展(zhan)如果完全沿用动力(li)电(dian)(dian)(dian)池的(de)研究思路，将很(hen)难实(shi)现新的(de)技(ji)(ji)术(shu)(shu)突破。实(shi)现储(chu)能(neng)(neng)(neng)技(ji)(ji)术(shu)(shu)的(de)低(di)价(jia)格(ge)、长寿(shou)(shou)命(ming)、高(gao)效率和(he)易放(fang)大，是电(dian)(dian)(dian)网(wang)电(dian)(dian)(dian)化学(xue)储(chu)能(neng)(neng)(neng)研究领(ling)域的(de)共同目标(biao)。
参考资料：
1、几类面向电网的储能电池介绍蒋凯1，2，李浩秒1，2，李威1，2，程时杰1（1．强电磁工程与新技术国家重点实验室，华中科技大学，湖北省武汉市430074；2．华中科技大学材料科学与工程学院，湖北省武汉市430074）
2、化学储能技(ji)术及其(qi)在电力系统(tong)中(zhong)的应用/苏伟等编著.-北京：科(ke)学出(chu)版社，2013.8
粉体圈(quan)编(bian)辑：Alpha
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