儲(chǔ)能技術(shù)是通過(guò)裝置或物理介質(zhì)將能量?jī)?chǔ)存起來(lái)以便以后需要時(shí)利用的技術(shù)。儲(chǔ)能技術(shù)按照儲(chǔ)存介質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)，可以分為機(jī)械類(lèi)儲(chǔ)能、電氣類(lèi)儲(chǔ)能、電化學(xué)類(lèi)儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和化學(xué)類(lèi)儲(chǔ)能。（每個(gè)機(jī)構(gòu)的分類(lèi)略有不同，但原理相同）

本文介紹電化學(xué)儲(chǔ)能。

電化學(xué)類(lèi)儲(chǔ)能

截至2021年底，我國(guó)已投運(yùn)的儲(chǔ)能項(xiàng)目中，抽水蓄能裝機(jī)占比86.3%，電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)12.5%，其它儲(chǔ)能裝機(jī)占比1.2%。

那么，電化學(xué)儲(chǔ)能為何成為了儲(chǔ)能行業(yè)“耀眼的星”？

因?yàn)槠涫艿乩硪蛩赜绊懶。瑧?yīng)用場(chǎng)景相對(duì)靈活。隨著成本的持續(xù)下降和商業(yè)化的逐步成熟，電化學(xué)儲(chǔ)能未來(lái)具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ?/span>

何為電化學(xué)儲(chǔ)能

電化學(xué)儲(chǔ)能是通過(guò)電池所完成的能量?jī)?chǔ)存、釋放與管理過(guò)程。其工作原理是通過(guò)介質(zhì)或設(shè)備把電能存儲(chǔ)起來(lái)并在需要時(shí)釋放的儲(chǔ)能技術(shù)及措施。

電化學(xué)儲(chǔ)能是新型電力系統(tǒng)的重要組成部分，是解決可再生能源間歇性和不穩(wěn)定性、提高常規(guī)電力系統(tǒng)和區(qū)域能源系統(tǒng)效率、安全性和經(jīng)濟(jì)性的重要手段。

電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由電池組、電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)、儲(chǔ)能變流器(PCS)以及其他電氣設(shè)備構(gòu)成 。

電池組是儲(chǔ)能系統(tǒng)最主要的構(gòu)成部分，成本占比最高。電池管理系統(tǒng)(BMS)是電池組的“司令官”，是電池和用戶(hù)之間的紐帶，主要負(fù)責(zé)電池的監(jiān)測(cè)、評(píng)估、保護(hù)以及均衡等。

“好方案源于頂層設(shè)計(jì)，好系統(tǒng)出于EMS”，能量管理系統(tǒng)(EMS)負(fù)責(zé)整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)信息采集、監(jiān)控等，全方位了解系統(tǒng)運(yùn)行情況，保證系統(tǒng)安全。

儲(chǔ)能變流器(PCS)可以理解為一個(gè)超大號(hào)的充電器，但與手機(jī)充電器的區(qū)別在于它是雙向的，可以控制儲(chǔ)能電池組的充電和放電，進(jìn)行交直流的變換。

電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D

電化學(xué)儲(chǔ)能的種類(lèi)

按技術(shù)路線，電化學(xué)儲(chǔ)能通常可分為鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池以及鉛蓄電池等各種二次電池儲(chǔ)能。

我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展階段如下：

電化學(xué)儲(chǔ)能的特征

相較于抽水蓄能等傳統(tǒng)儲(chǔ)能方式，電化學(xué)儲(chǔ)能的突出優(yōu)勢(shì)在于其不受限于特殊的地理?xiàng)l件、建設(shè)周期短、可靈活運(yùn)用于各類(lèi)場(chǎng)景；再者，響應(yīng)速度快、技術(shù)相對(duì)成熟、能量密度大、轉(zhuǎn)換效率高等特點(diǎn)也讓電化學(xué)儲(chǔ)能有別于其他儲(chǔ)能方式。

電化學(xué)類(lèi)儲(chǔ)能主要包括各種二次電池，有鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池和液流電池等，這些電池多數(shù)技術(shù)上比較成熟，近年來(lái)成為關(guān)注的重點(diǎn)，并且還獲得許多實(shí)際應(yīng)用。在這著重講解鋰電池：

3.1鉛酸電池

（1）基本原理

鉛酸電池是世界上應(yīng)用最廣泛的電池之一。鉛酸電池內(nèi)的陽(yáng)極(PbO2)及陰極(Pb)浸到電解液(稀硫酸)中，兩極間會(huì)產(chǎn)生2V的電勢(shì)，這就是鉛酸電池的原理。

（2）優(yōu)點(diǎn)

技術(shù)很成熟，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便；

循環(huán)壽命可達(dá)1000次左右；

效率可達(dá)80%至90%，性?xún)r(jià)比高。

（3）缺點(diǎn)

深度、快速、大功率放電時(shí)，可用容量下降；

能量密度較低，壽命較短。

（4）應(yīng)用

鉛酸電池常常用于電力系統(tǒng)的事故電源或備用電源，以往大多數(shù)獨(dú)立型光伏發(fā)電系統(tǒng)配備此類(lèi)電池。目前有逐漸被其他電池（如鋰離子電池）替代的趨勢(shì)。

3.2鋰離子電池

（1）基本原理

鋰離子電池實(shí)際上是一個(gè)鋰離子濃差電池，正負(fù)電極由兩種不同的鋰離子嵌入化合物構(gòu)。充電時(shí)，Li+從正極脫嵌經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極，此時(shí)負(fù)極處于富鋰態(tài)，正極處于貧鋰態(tài)；放電時(shí)則相反，Li+從負(fù)極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入正極，正極處于富鋰態(tài)，負(fù)極處于貧鋰態(tài)。

（2）優(yōu)點(diǎn)

鋰離子電池的效率可達(dá)95%以上；

放電時(shí)間可達(dá)數(shù)小時(shí)；

循環(huán)次數(shù)可達(dá)5000次或更多，響應(yīng)快速；

鋰離子電池是電池中比能量最高的實(shí)用型電池，有多種材料可用于它的正極和負(fù)極（鈷酸鋰鋰離子電池、錳酸鋰鋰離子電池、磷酸鐵鋰鋰離子電池、鈦酸鋰鋰離子電池等）。

（3）缺點(diǎn)

鋰離子電池的價(jià)格依然偏高；

有時(shí)會(huì)因過(guò)充電而導(dǎo)致發(fā)熱、燃燒等安全問(wèn)題，有一定的風(fēng)險(xiǎn)，所以需要通過(guò)過(guò)充電保護(hù)來(lái)解決。

（4）應(yīng)用

由于鋰離子電池在電動(dòng)汽車(chē)、計(jì)算機(jī)、手機(jī)等便攜式和移動(dòng)設(shè)備上的應(yīng)用，所以它目前幾乎已成為世界上應(yīng)用最為廣泛的電池。鋰離子電池的能量密度和功率密度都較高，這是它能得到廣泛應(yīng)用和關(guān)注的主要原因。它的技術(shù)發(fā)展很快，近年來(lái)，大規(guī)模生產(chǎn)和多場(chǎng)合應(yīng)用使其價(jià)格急速下降，因而在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來(lái)越多。鋰離子電池技術(shù)仍然在不斷地開(kāi)發(fā)中，目前的研究集中在進(jìn)一步提高它的使用壽命和安全性，降低成本、以及新的正、負(fù)極材料的開(kāi)發(fā)上。