铅炭、锂电、液流、钠硫储能电池简明分析

2017.05.18

目前较为成熟的主要储能电池有:铅炭电池、锂电池、液流电池、钠硫电池等。各种电池技术特点各有所长,我们简单介绍一下各类储能电池的特点。锂电池产业发展快,成本下降推动储能应用。锂电电芯产业规模超2000亿,未来仍将保持高速增长。近三年来锂电池成本已下降50%以上。当前主流锂电池厂商产能仍在高速扩张,伴随电极技术进步和动力电池梯次利用,预计未来5 年锂电池成本仍将保持15-20%年降幅,锂离子储能电池成本也将进入商业化区间。

锂电池是电化学储能电池主流。锂储能电池在多种应用领域都具有技术经济性优势,目前全球相关项目装机规模约占总容量的50%,远超其他储能技术。储能应用更注重安全性、循环寿命和成本,当前磷酸铁锂、钛酸锂技术较为适用,未来先进负极技术、电解质技术将成循环寿命提升关键。

铅炭电池是一种电容型铅酸电池,是从传统的铅酸电池演进出来的技术,它是在铅酸电池的负极中加入了活性炭,能够显著提高铅酸电池的寿命。铅炭电池性价比优势较为显著,市场前景一直被看好。铅炭电池放电功率是铅酸电池的3-4 倍,循环寿命提升至其6倍,充电速度可提高8倍,而其生产成本仅比普通铅酸电池增加30-40%,性价比极高。当前铅蓄电池行业已形成“原料-生产-应用-回收”循环产业链,铅炭储能技术以此为依托,已在多领域初步实现商业化应用,市场前景看好,存在的问题任然是民间回收引起的环境污染问题,所以应用在大型储能上,一定程序可以杜绝回收不规范引起的问题。

液流电池体系繁多,全钒、锌溴是主流。液流电池循环性能好,容量和功率可独立调节,适合规模化储能。国内全钒体系研究较多,但隔膜依赖进口导致成本偏高。锌溴成本相对低,技术仍受国外垄断。单液流电池无需隔膜,是未来液流电池技术发展的新方向。

钠硫储能性能好,国内短期难推广。钠硫电池在国外已有较成熟应用,但核心技术受日本垄断,国内短期难以推广。由于其工作温度较高,安全性方面也存在一些隐患。

总体来看,铅炭电池、锂离子电池和液流电池是新能源储能电池的三大发展方向。其中,锂电成本相对较高,但钛酸锂电池所具有的超长寿命可能成为储能投资回报率最佳选择;液流电池成本也很高,技术上还存在风险,可能会影响期规模化应用;而铅炭电池因具有成本优势,可能会成为储能电池新的主流技术选择。