一文帶你了解鉛碳電池
眾所周知，儲(chǔ)能是智能電網(wǎng)、可再生能源接入、分布式發(fā)電、微網(wǎng)發(fā)展不可或缺的支撐環(huán)節(jié)，我國(guó)風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電等新能源發(fā)電技術(shù)應(yīng)用已走在世界前列，但在風(fēng)電、光伏發(fā)電等領(lǐng)域，由于缺少化學(xué)大容量?jī)?chǔ)能電池等儲(chǔ)能技術(shù)的支持，應(yīng)用受到制約。
近年來，在政策的鼓勵(lì)和產(chǎn)學(xué)研各界的努力下，各類電池儲(chǔ)能技術(shù)不斷突破，形成了多種電池儲(chǔ)能技術(shù)并存，共同發(fā)展的喜人局面，這些儲(chǔ)能技術(shù)很可能在未來的電力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。今天我們就來一起聊一聊鉛碳電池。
鉛碳電池性能
鉛碳電池充電時(shí)間為鉛酸電池的八分之一，循環(huán)壽命為鉛酸電池的四倍以上，與鋰電池相比，也具有低溫性能好、成本低、生產(chǎn)及回收工藝成熟等優(yōu)勢(shì)，倍率性能也大大提高，鉛碳電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)開始走向成熟。
中國(guó)科學(xué)院院士楊裕生認(rèn)為憑借低成本、安全、原料易得、可靠、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟等顯著優(yōu)勢(shì)，鉛碳電池已經(jīng)成功應(yīng)用于城市微電網(wǎng)、風(fēng)光儲(chǔ)能電站、風(fēng)電路燈等系統(tǒng)，還能為各種電動(dòng)汽車提供動(dòng)能，是符合我國(guó)產(chǎn)業(yè)布局和制造水平的一種儲(chǔ)能電池。
鉛碳電池用途
鉛碳電池由于使用了鉛碳技術(shù)，鉛碳電池的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池，可應(yīng)用于新能源車輛中，如：混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)自行車等領(lǐng)域；也可用于新能源儲(chǔ)能領(lǐng)域，如風(fēng)光發(fā)電儲(chǔ)能等。鉛碳電池具有與傳統(tǒng)鉛酸電池相近的低廉價(jià)格優(yōu)勢(shì)及成熟的工業(yè)制造基礎(chǔ)，在各種應(yīng)用領(lǐng)域有著極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)。
這種混合技術(shù)能夠在車輛加速和制動(dòng)期間快速地輸出和輸入電荷，特別適合于微混合動(dòng)力車的“停止一啟動(dòng)”系統(tǒng)。鉛碳電池可以提高原來鉛酸蓄電池的功率，延長(zhǎng)使用壽命。
鉛碳電池企業(yè)
雙登集團(tuán)：作為較早進(jìn)行鉛碳電池研發(fā)的企業(yè)之一，雙登集團(tuán)在2009年就開始不斷在電池材料、合金配制、板柵結(jié)構(gòu)、原料配比等方面進(jìn)行研究調(diào)整，并研發(fā)出了高循環(huán)壽命的鉛碳儲(chǔ)能電池產(chǎn)品。
南都電源：南都電源在鉛碳電池的應(yīng)用領(lǐng)域中同樣投入了大量的研發(fā)工作，其研發(fā)的鉛碳電池產(chǎn)品目前已被應(yīng)用在多個(gè)國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目中，如東福山島風(fēng)光柴儲(chǔ)能電站及海水淡化系統(tǒng)、新疆吐魯番新能源城市微電網(wǎng)示范工程、浙江鹿西島4MWH新能源微網(wǎng)儲(chǔ)能等。
圣陽(yáng)股份：2014年6月，圣陽(yáng)股份與日本古河電池株式會(huì)社簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同研發(fā)具有國(guó)際領(lǐng)先水平FCP鉛碳電池產(chǎn)品，目前已實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，大幅度降低了全壽命期內(nèi)電池的儲(chǔ)能度電成本。FCP鉛碳電池具有環(huán)保安全、壽命長(zhǎng)、度電成本低等優(yōu)質(zhì)性能，這也為圣陽(yáng)股份在儲(chǔ)能領(lǐng)域的發(fā)展帶來了無法取代的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
能寶電源：鉛碳超級(jí)電容電池是四川能寶結(jié)合電子科技大學(xué)超級(jí)電容器以及超級(jí)電容電池研究成果，通過十余年的技術(shù)開發(fā)，將鉛酸電池與非對(duì)稱超級(jí)電容器以內(nèi)并聯(lián)的方式結(jié)合起來，發(fā)揮了超級(jí)電容高功率充電快的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)發(fā)揮了鉛酸電池的容量?jī)?yōu)勢(shì)，擁有很好的充放電性能。由于特殊材料和工藝的使用，四川能寶開發(fā)的鉛碳超級(jí)電容電池有效抑制了負(fù)極板的硫酸鹽化和正極板的軟化，明顯改善了電池失效現(xiàn)象，顯著延長(zhǎng)了電池的使用壽命，同等使用情況下壽命可達(dá)普通鉛酸電池的三倍以上（五年），同時(shí)具有動(dòng)力強(qiáng)勁、充電速度快（1.5~2h）、-30~+65℃可正常使用、安全可靠、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，可取代傳統(tǒng)鉛酸電池應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。
鉛碳電池政策
近兩年來，國(guó)家對(duì)于儲(chǔ)能頻頻出臺(tái)利好政策，其中，提到鉛碳電池的政策也是有很多，我們一起往下看。
2016年4月7日
國(guó)家發(fā)展改革委國(guó)家能源局：《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016-2030年）》
對(duì)于鉛碳電池其中提到：研究比能量>55Wh/kg，循環(huán)壽命>5000次（80%DOD）的鉛碳儲(chǔ)能電池技術(shù)。
2016年6月7日
國(guó)家能源局《關(guān)于促進(jìn)電儲(chǔ)能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務(wù)補(bǔ)償(市場(chǎng))機(jī)制試點(diǎn)工作的通知》
看好鉛碳電池和鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)應(yīng)用的爆發(fā)式增長(zhǎng)。動(dòng)力電池行業(yè)市場(chǎng)調(diào)查分析報(bào)告顯示，鋰電儲(chǔ)能盡管成本仍顯著高于鉛碳,但由于具備高能量密度和高倍率充放電能力的優(yōu)勢(shì),在部分應(yīng)用場(chǎng)合中,如需要高倍率充放電的“秒級(jí)/分鐘級(jí)調(diào)頻服務(wù)”、或是對(duì)設(shè)備占地面積較敏感的商業(yè)/居民儲(chǔ)能市場(chǎng),仍具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。
2016年6月20日
國(guó)家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、國(guó)家能源局：《中國(guó)制造2025—能源裝備實(shí)施方案》
2016年8月5日
工信部《輕工業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》
新型節(jié)能型汽車起停型鉛蓄電池技術(shù)，極板連鑄連軋/沖網(wǎng)工藝、鉛蓄電池管式電極擠膏工藝技術(shù)，含重金屬?gòu)U氣高效處理技術(shù)，鉛碳電池技術(shù)，廢鉛蓄電池濕法冶煉技術(shù)，鉛蓄電池酸循環(huán)內(nèi)化成技術(shù)。
鉛碳電池應(yīng)用經(jīng)典案例
1、典型案例：可再生能源平滑接入
系統(tǒng)由2MWp屋頂光伏，76KWp車棚光伏、10KW風(fēng)機(jī)、充電樁、500/500KWh電池儲(chǔ)能系統(tǒng)(其中：250KW/250KWh鉛碳電池儲(chǔ)能系統(tǒng))組成，采用高效的變流及控制設(shè)備，以及先進(jìn)的微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制、保護(hù)和管理。該系統(tǒng)可以最大化利用分布式發(fā)電和發(fā)揮儲(chǔ)能系統(tǒng)最佳效能的控制指標(biāo)，實(shí)施調(diào)整控制策略，實(shí)現(xiàn)與外電網(wǎng)的雙向互動(dòng)和系統(tǒng)全自動(dòng)化運(yùn)行。
2、典型案例：負(fù)荷區(qū)削峰填谷
863先進(jìn)能源技術(shù)領(lǐng)域智能電網(wǎng)重大課題六——高密度多接入點(diǎn)建筑光伏系統(tǒng)并網(wǎng)與配電網(wǎng)協(xié)調(diào)關(guān)鍵技術(shù)，由中科院電工所研究牽頭，中國(guó)電力科學(xué)研究院、天津大學(xué)、上海電力學(xué)院等多家科研機(jī)構(gòu)和優(yōu)秀企業(yè)，歷時(shí)4年共同研發(fā)完成。課題依托20MW區(qū)域性高密度，多接入點(diǎn)建筑光伏示范項(xiàng)目，掌握并網(wǎng)穩(wěn)定控制、電能質(zhì)量調(diào)節(jié)、系統(tǒng)安全保護(hù)、能量管理四方面的關(guān)鍵技術(shù)和核心設(shè)備，形成高密度建筑光伏系統(tǒng)與配電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行的技術(shù)體系，為我國(guó)大規(guī)模推廣區(qū)域分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)提供技術(shù)支持。
作為課題關(guān)鍵考核指標(biāo)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，選用了圣陽(yáng)電源FCP鉛碳儲(chǔ)能電池(1MW/500KWh)、管式膠體電池集裝箱式儲(chǔ)能系統(tǒng)(1MW/500KWh)，模塊化的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能系統(tǒng)的集成化、集約化，分布式接入儲(chǔ)能容量達(dá)1MWh，最大輸出功率達(dá)2MW。
3、典型案例：微電網(wǎng)儲(chǔ)能
上海電力學(xué)院智能微電網(wǎng)示范與研發(fā)中心建設(shè)工程是上海電力學(xué)院085工程重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目,該項(xiàng)目位于上海電力學(xué)院楊浦北校區(qū)(長(zhǎng)陽(yáng)路2588號(hào))，將充分利用校園內(nèi)的樓頂以及空曠地帶，安裝一定容量的光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，并接入微型燃?xì)廨啓C(jī)、儲(chǔ)能裝置、電動(dòng)汽車充電站、模擬柴油發(fā)電系統(tǒng)，與大電網(wǎng)一起為校園內(nèi)負(fù)荷供電，工程計(jì)劃建設(shè)光伏222.75kW，風(fēng)電10kW，微型燃機(jī)55kW，模擬柴發(fā)50kW，接入負(fù)荷208kW，儲(chǔ)能系統(tǒng)規(guī)模300KW(其中：100KW/500KWh鉛碳電池儲(chǔ)能系統(tǒng))，另外在研究生宿舍樓建設(shè)智能用電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能用電雙向互動(dòng)。
鉛碳電池未來前景
盡管鉛碳電池在技術(shù)、應(yīng)用等方面已經(jīng)得到較快發(fā)展，但其依然有許多需要改進(jìn)的地方。相關(guān)方案政策中也明確提出了鉛碳電池的技術(shù)攻關(guān)目標(biāo)，這些攻關(guān)目標(biāo)同時(shí)也為企業(yè)指明了鉛碳電池的技術(shù)研發(fā)方向。未來，掌握這些突破性技術(shù)，相信鉛碳電池也將在儲(chǔ)能領(lǐng)域大展拳。
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