电化学储能 容量.pdfVIP

子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”——《论语》

电储能指的是电能的储存和释放的循环过程，可以分为电化学储能和机械储能。广

义上的储能指的是通过介质或设备将能量转化为在自然条件下较为稳定的存在形态

并存储起来，以备在需要时释放的循环过程，一般可根据能量存储形式的不同分为

电储能、热储能和氢储能三类。狭义上的储能一般主要指电储能，也是目前最主要

的储能方式，可按照存储原理的不同分为电化学储能和机械储能两类。其中，电化

学储能是指利用化学元素做储能介质，充放电过程伴随储能介质的化学反应或者变

价，主要包括锂离子电池、铅蓄电池、钠硫电池储能等；

电化学储能分类

依据储存设备，电化学储能可分为锂电池、铅酸电池、铅碳电池、液流电池及钠硫

电池储能，其中，锂电池和铅蓄电池(铅酸电池与铅炭电池的总称)是产业化应用最

为广泛的电化学储能技术路线。

(1)锂离子电池

正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物构成。充电时，Li+从正极脱嵌经过电解

质嵌入负极；放电时则相反，Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极。优势是长寿

命、高能量密度、高效率、响应速度快、环境适应性强；劣势是价格依然偏高，存

在一定安全风险

(2)铅蓄电池

铅蓄电池的正极二氧化铅(PbO)和负极纯铅(Pb)浸到电解液(HSO)中，两极间会

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产生2V的电势。优势是技术成熟、结构简单、价格低廉、维护方便；劣势是能量

密度低、寿命短，不宜深度充放电和大功率放电

(3)钠硫电池

子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”——《论语》

正极由液态的硫组成，负极由液态的钠组成，电池运行温度需保持在300℃以上，

以使电

极处于熔融状态。优势是能量密度高、循环寿命长、功率特性好、响应速度快；劣

势是阳极的金属钠是易燃物，且运行在高温下，因而存在一定的安全风险

(4)铅碳电池

将非对称超级电容器与铅酸电池采用内并联方式两者合一的混合物。作为种新型的

超级电池，铅碳电池是将铅酸电池和超级电容器两者技术的融合。是一种既有电容

特性又具有电池特性的双功能储能电池。优点是比功率高，没有易燃成分，安全性

好成本较低，原材料资源丰富；可再生回收利用率高。缺点是循环寿命仍短；容量

利用率较低；易析氢失水。

(5)液流电池

液流电池的活性物质以液态形式。根据电解液又分为全钒液流、多硫化钠液流、锌

溴液流、铁铬液流等体系。目前，全钒液流发展相对成熟。优点是电池寿命长；功

率和容量独立设计；安全性好。缺点是效率低，能量密度运行温度窗口窄，可靠性

低。

电化学储能系统结构

完整的电化学储能系统主要由电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统

(EMS)、储能变流器(PCS)以及其他电气设备构成。电池组是储能系统最主要的构

成部分；电池管理系统主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等；能量管理系

统负责数据采集、网络监控和能量调度等；储能变流器可以控制储能电池组的充电

和放电过程，进行交直流的变换。

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子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”——《论语》

电化学储能的原理

①电池组进行电能的存储；②储能变流器(PCS)控制充放电过程，进行交直流的变

换；③能量管理系统(EMS)是系统进行数据采集、网络监控、能量调度等；④电池

管理系统(BMS)对电池进行监测、评估和保护以及均衡等；⑤储能温控对电池运行