12月27日,中国科学院大连化学物理研究所(以下简称“大连化物所”)27日对外披露,该所李先锋、张华民研究员团队研制的100kWh(千瓦时)铅炭电池储能系统,近日在大连化物所星海二站园区成功并网运行。该系统可实现源网荷储动态平衡等功能,将进一步推动铅炭电池技术的发展与产业化。


中国科学家研制的百千瓦时级铅炭电池储能系统并网运行


中国多采用火电、煤电等传统发电方式,随着资源的耗竭和环境的恶化,以及太阳能、风能等可再生清洁能源发电技术的日渐成熟,可再生清洁能源也由辅助能源逐渐升级成为主导能源,但再生能源发电存在着不连续、不稳定、难调控等缺点,难以保证电力的稳定输出。铅炭电池技术则是一种新型电化学储能技术,具有安全性高、成本低廉、放电功率大等优点,而且可以实现100%电池回收,全生命周期环境负荷很低,发展潜力巨大。


据介绍,该系统由太阳能光伏发电模块、铅炭电池、离/并网逆变器、电池管理系统、远程监控系统等构成。系统采用并网/离网混合运行模式,可实现可再生能源的消纳、低储高发、谷电峰用,保证不间断供电,实现源网荷储动态平衡等功能。


该系统目前主要为大连化物所食堂负荷提供稳定供电,其中离网模式中太阳能光伏发电模块优先给食堂供电,多余电能用于铅炭电池系统充电。并网模式中,电网在用电低谷时段给电池系统充电;用电高峰时段及电网异常时,由电池系统供电。


该项目得到了中国科学院A类战略性先导科技专项“变革性洁净能源关键技术与示范”的支持。


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碳,能够显著提高铅酸电池的寿命。


铅炭电池是一种新型的超级电池,是将铅酸电池和超级电容器两者合一:既发挥了超级电容瞬间大容量充电的优点,也发挥了铅酸电池的比能量优势,且拥有非常好的充放电性能--90分钟就可充满电(铅酸电池若这样充、放,寿命只有不到30次)。而且由于加了碳(石墨烯),阻止了负极硫酸盐化现象,改善了过去电池失效的一个因素,更延长了电池寿命。


技术优势


铅炭电池是铅酸电池的创新技术,相比铅酸电池有着诸多优势。铅炭电池有以下优势:一是充电快,提高8倍充电速度;二是放电功率提高了3倍;三是循环寿命提高到6倍,循环充电次数达2000次;四是性价比高,比铅酸电池的售价有所提高,但循环使用的寿命大大提高了;五是使用安全稳定,可广泛地应用在各种新能源及节能领域。此外,铅炭电池也发挥了铅酸电池的比能量优势,且拥有非常好的充放电性能——90分钟就可充满电(铅酸电池若这样充、放,寿命只有不到30次)。而且由于加了碳(石墨烯),阻止了负极硫酸盐化现象,改善了电池失效的一个因素。


1、正负极铅膏采用独特的配方和优化的固化工艺。正极活性物质抗软化能力强,深循环寿命好,活性物质利用率高;负极铅膏抗硫化能力强,容量衰减率低,低温启动性能好。


2、正极板栅采用新型特制合金和合理的结构设计,抗腐蚀性能好,电流分布合理,与活性物质结合紧密,大电流性能和充电接受能力强。


3、采用新型电解液添加剂,电池的析氢、析氧过电位高,电池不易失水。


4、当电池在频繁的瞬时大电流充放电工作时,主要由具有电容特性的炭材料释放或接收电流,抑制铅酸电池的“负极硫酸盐化”,有效地延长了电池使用寿命;


5、当电池处于长时间小电流工作时,主要由海绵铅负极工作,持续提供能量;


6、Lead-carbon超级复合电极高碳含量的介入,使电极具有比传统铅酸电池有更好的低温启动能力、充电接受能力和大电流充放电性能。


性能方面,铅炭电池同时具有铅酸电池和电容器的特点。活性炭的加入,提升了电池的功率密度,延长了循环寿命,同时由于活性炭占据了部分电极空间,导致能量密度降低,也可能增加电极析气量。在工艺方面,活性炭的加入,增加了调浆和极片涂布难度。总体而言,铅炭电池性能优于普通铅酸电池,是一种先进铅酸电池,也是铅酸电池技术发展的主流方向。



文章来源: 企业家日报

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