行業(yè)動態(tài)
01
儲能的四個技術(shù)方向


儲能電站是干什么用的呢?它可以作為城市備用電源,在電網(wǎng)發(fā)生故障時作為緊急供電,給醫(yī)院、應急部門、通信設施、救援設施使用。
02
目前的新能源電池賽道,主要有三類技術(shù)路線:鋰離子電池、鈉離子電池和氫燃料電池。
特斯拉的4680鋰離子電池;
寧德時代的鈉離子電池;
氫燃料電池等等。
*近,釩電池橫空出世。不光有項目落地,2022年發(fā)布的《十四五新型儲能發(fā)展實施方案》、《科技支撐碳達峰碳中和實施方案》,也都提到釩電池。7月以來,資本市場也在不斷升溫,釩電池概念股集體上漲。
2022年10月,即將投入使用的大連儲能電站使用的是一種新的技術(shù),全釩液流電池,也可以直接叫釩電池。釩是一種稀有金屬,全釩液流電池的原理是,不同價態(tài)的釩離子,在電解液中發(fā)生氧化還原反應,從而實現(xiàn)充放電。這座大連儲能電站,是目前全球規(guī)模*大的全釩液流電池儲能電站。
釩電池是在1993年實現(xiàn)商業(yè)應用的,而鋰電池的商業(yè)化是在1991年。雖然幾乎同時起步,但隨后爆發(fā)的電池應用場景,恰好都有利于鋰電池,而不利于釩電池。
這30年電池技術(shù)的*大應用場景是電子設備和電動車,它們對電池的要求是體積越小越好,這是鋰電池的長項,卻恰恰是釩電池的致命弱點。
鋰電池的電池能量主要儲存在固態(tài)的電*材料中,而釩電池的電池能量直接存儲在罐裝電解液中。液體本身就比固體更占地方,再加上,電解液的外部還有兩個結(jié)構(gòu),輸送泵和電堆,這樣一套組合才能完成充放電,所以釩電池的塊頭特別大。
釩離子的溶解度比較低,電解液無法達到理想中的高濃度。
現(xiàn)在鋰電池的能量密度在每千克80-300瓦時,釩電池的能量密度只有每千克12-40瓦時,要存儲相同的電量,釩電池的體積得是鋰電池的5倍。
儲能時代的到來,儲能需求爆發(fā),各地都在建儲能電站。儲能電站有的是空間,釩電池體積大就不是問題了。
釩電池的優(yōu)點:
第一,安全。
鋰電池充放電過量、短路、擠壓,都可能導致電池過熱,發(fā)生意外事故。
釩電池,正負*電解液都是不易燃的,常溫常壓運行,不會發(fā)生燃燒和爆炸。
第二,壽命長。
鋰電池的充放電次數(shù)有限,一般在1000-4500次。每次充放電過程中,鋰電池除了化學能轉(zhuǎn)化,還會產(chǎn)生物理形變,當電解質(zhì)完全變成固態(tài),鋰電池就作廢了。
釩電池在使用中不會發(fā)生物理變化,電池容量的損耗很少。就算電池使用太久,性能下降了,也可以通過修復電解液活性來恢復性能。
釩電池的壽命往往在10年以上,可以充放電15000次以上,是鋰電池的3倍以上。
當前釩電池的初裝成本是鋰電池的2倍,但放到全生命周期來看,釩電池的成本已經(jīng)低于鋰電池。
第三,容易擴容。
鋰電池的電池組由大量單個電池組成,隨著充放電的進行,單個電池的內(nèi)阻、荷電狀態(tài)、溫度等會發(fā)生不同程度的變化,每個電池的情況不一樣,這對大規(guī)模部署提出了很高的技術(shù)要求。而釩電池的電解液和電堆是相互獨立的,雖然比較占地方,但這種 解耦設計 卻很適合發(fā)展大規(guī)模電池組。
只要增加電解液就能增加電池容量,增加電堆就能提高輸出功率。
釩電池能方便地合成大規(guī)模電池組,存放電量達到十萬度級別。
第四,原料我國的儲量大,自主可控。
全球鋰資源中,約有一半以上在南美洲的鋰三角區(qū),中國鋰資源儲能只占全球總儲量的7%,高度依賴進口。
目前全球探明的釩礦儲量為2400萬噸,其中,我國的儲量是950萬噸,占40%,位居世界第一。
安全高、壽命長、易擴展、儲量大,釩電池在儲能場景中完勝鋰電池。
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