詳解鋰離子電池的使用壽命及維護(hù)
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-08-06 08:56
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鋰離子電池因其能量密度高、使用壽命長(zhǎng)、適用溫度范圍寬等特點(diǎn)，近些年來在儲(chǔ)能市場(chǎng)的電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)中占據(jù)領(lǐng)導(dǎo)地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年全球電化學(xué)儲(chǔ)能新增裝機(jī)中，鋰離子電池幾乎一統(tǒng)天下，占比94％。
但鋰離子電池用于儲(chǔ)能，也存在著一些天然的劣勢(shì)。寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司副董事長(zhǎng)黃世霖曾公開表示對(duì)動(dòng)力電池梯次利用儲(chǔ)能表示懷疑態(tài)度：
一、使用壽命短。4000個(gè)循環(huán)的動(dòng)力電池衰減到2000個(gè)循環(huán)，如果裝在儲(chǔ)能系統(tǒng)里面，僅僅做削峰填谷的話，磷酸鐵鋰能用三到四年，而三元電池只能用兩年；
二、成本高。動(dòng)力電池如果從回收到運(yùn)輸再進(jìn)行檢測(cè)，再做成儲(chǔ)能系統(tǒng)的話，隱形成本非常高；
三、存在安全隱患。目前汽車主流電池是三元電池，如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)得不夠好，或者系統(tǒng)超期服役的話，會(huì)留下許多安全隱患；
四、技術(shù)路線不同。動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池技術(shù)路線是有差異的，動(dòng)力電池提升能量密度后循環(huán)壽命會(huì)越降越少，再拿來做梯級(jí)利用并不合適。
基于此，目前已有不少動(dòng)力電池企業(yè)開始進(jìn)軍儲(chǔ)能領(lǐng)域，生產(chǎn)適用于搭載在儲(chǔ)能系統(tǒng)上的儲(chǔ)能電池。以國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池領(lǐng)頭企業(yè)寧德時(shí)代為例：2019年，寧德時(shí)代將規(guī)?；慨a(chǎn)循環(huán)壽命10000次以上儲(chǔ)能電池。據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計(jì)，寧德時(shí)代2022儲(chǔ)能電池年出貨量將達(dá)1GWh以上，對(duì)應(yīng)市占率會(huì)提升至14%左右。
鉛酸電池：
我國(guó)鉛酸電池技術(shù)成熟，也是全球最大的鉛酸蓄電池生產(chǎn)國(guó)和鉛酸蓄電池消耗國(guó)。電池材料來源廣泛，成本較低，其缺點(diǎn)是循環(huán)次數(shù)少，使用壽命短，在生產(chǎn)回收等環(huán)節(jié)處理不當(dāng)易造成污染環(huán)境。
我國(guó)大型國(guó)有通信基礎(chǔ)設(shè)施綜合服務(wù)企業(yè)——中國(guó)鐵塔在2018年之前一直使用鉛酸電池作為通信基站的備用電源。2015年開始，中國(guó)鐵塔陸續(xù)在12個(gè)省市3000多個(gè)基站開展梯次利用電池替換鉛酸電池試驗(yàn)。2018年，中國(guó)鐵塔已停止采購(gòu)鉛酸電池，統(tǒng)一采購(gòu)梯次利用電池。截至2018年底，已在全國(guó)31個(gè)省市約12萬個(gè)基站使用梯次電池約1.5GWh，替代鉛酸電池約4.5萬噸。
目前，鉛酸電池的主要生產(chǎn)企業(yè)有南都電源、圣陽電源、雙登集團(tuán)、天能電池、上海西恩迪等。這些企業(yè)的電池產(chǎn)品在儲(chǔ)能領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。
南都電源儲(chǔ)能技術(shù)路線以鉛蓄電池為主。據(jù)了解，南都電源積極推廣的鉛炭電池技術(shù)商業(yè)化儲(chǔ)能電站項(xiàng)目，具備顯著的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。據(jù)測(cè)算，在0.9元/kWh的峰谷電價(jià)差下，僅通過削峰填谷模式，公司每1MWh儲(chǔ)能電站的年運(yùn)營(yíng)利潤(rùn)總額約10萬元左右，內(nèi)部收益率高達(dá)11%。
圣陽電源目前已形成了成熟的鉛炭電池技術(shù)，其生產(chǎn)的FCP鉛炭電池，引進(jìn)日本古河電池公司先進(jìn)的鉛炭技術(shù)及產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了70%DOD深循環(huán)次數(shù)超過4200次，設(shè)計(jì)壽命15年，應(yīng)用于新能源接入、分布式發(fā)電、智能電網(wǎng)等。
雙登集團(tuán)是儲(chǔ)能微網(wǎng)解決方案的提供商，目前已經(jīng)形成了風(fēng)光儲(chǔ)微電網(wǎng)、削峰填谷儲(chǔ)能電站、風(fēng)光柴電混合基站供電系統(tǒng)、邊海防供電系統(tǒng)等多種儲(chǔ)能應(yīng)用解決方案，擁有系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品。在國(guó)網(wǎng)張北風(fēng)光儲(chǔ)輸示范電站，配有12MWh鉛蓄電池儲(chǔ)能;在中廣核祁連微網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)中，28MWh管式膠體鉛酸蓄電池系統(tǒng)作為主電源，與鋰電池配合實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行和能量?jī)?yōu)化管理。
鈉硫電池：
鈉硫電池是由熔融電極和固體電解質(zhì)組成，負(fù)極的活性物質(zhì)為熔融金屬鈉，正極活性物質(zhì)為液態(tài)硫和多硫化鈉熔鹽。具有體積小、容量大、壽命長(zhǎng)、效率高等優(yōu)點(diǎn)。在電力儲(chǔ)能中廣泛應(yīng)用于削峰填谷、應(yīng)急電源、風(fēng)力發(fā)電等儲(chǔ)能方面。
鈉硫電池能量密度高達(dá)760Wh/kg左右，轉(zhuǎn)換效率接近100%，電池循環(huán)次數(shù)高達(dá)2500次以上。然而不足是成本高昂，達(dá)2000美元/kWh左右;對(duì)工作環(huán)境要求苛刻，300℃方能啟動(dòng)，如果發(fā)生短路故障，溫度會(huì)高達(dá)2000℃左右，因此對(duì)技術(shù)有著極高的要求，鈉硫儲(chǔ)能電池國(guó)外應(yīng)用較多，國(guó)內(nèi)未能大規(guī)模推廣。
