動(dòng)力電池和磷酸鋰電池有什么優(yōu)缺點(diǎn)
儲(chǔ)能主要是指電能的儲(chǔ)存。儲(chǔ)能又是石油油藏中的一個(gè)名詞,代表儲(chǔ)層儲(chǔ)存油氣的能力。儲(chǔ)能本身不是新興的技術(shù),但從產(chǎn)業(yè)角度來說卻是剛剛出現(xiàn),正處在起步階段。
到目前為止,中國沒有達(dá)到類似美國、日本將儲(chǔ)能當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立產(chǎn)業(yè)加以看待并出臺(tái)專門扶持政策的程度,尤其在缺乏為儲(chǔ)能付費(fèi)機(jī)制的前提下,儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化模式尚未成形。
電池儲(chǔ)能大功率場合一般采用鉛酸蓄電池,主要用于應(yīng)急電源、電瓶車、電廠富余能量的儲(chǔ)存。小功率場合也可以采用可反復(fù)充電的干電池:如鎳氫電池,鋰離子電池等。一起來了解一下九種電池儲(chǔ)能的優(yōu)缺點(diǎn)。
電池儲(chǔ)能的優(yōu)缺點(diǎn)(九種儲(chǔ)能電池解析)
一、鉛酸電池
主要優(yōu)點(diǎn):
1、原料易得,價(jià)格相對低廉;
2、高倍率放電性能良好;
3、溫度性能良好,可在-40~+60℃的環(huán)境下工作;
4、適合于浮充電使用,使用壽命長,無記憶效應(yīng);
5、廢舊電池容易回收,有利于保護(hù)環(huán)境。
主要缺點(diǎn):
1、比能量低,一般30~40Wh/kg;
2、使用壽命不及Cd/Ni電池;
3、制造過程容易污染環(huán)境,必須配備三廢處理設(shè)備。
二、鎳氫電池
主要優(yōu)點(diǎn):
1、與鉛酸電池比,能量密度有大幅度提高,重量能量密度65Wh/kg,體積能量密度都有所提高200Wh/L;
2、功率密度高,可大電流充放電;
3、低溫放電特性好;
4、循環(huán)壽命(提高到1000次);
5、環(huán)保無污染;
6、技術(shù)比較鋰離子電池成熟。
主要缺點(diǎn):
1、正常工作溫度范圍-15~40℃,高溫性能較差;
2、工作電壓低,工作電壓范圍1.0~1.4V;
3、價(jià)格比鉛酸電池、鎳氫電池貴,但是性能比鋰離子電池差。
三、鋰離子電池
主要優(yōu)點(diǎn):
1、比能量高;
2、電壓平臺(tái)高;
3、循環(huán)性能好;
4、無記憶效應(yīng);
5、環(huán)保,無污染;目前是最好潛力的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池之一。
四、超級(jí)電容
主要優(yōu)點(diǎn):
1、功率密度高;
2、充電時(shí)間短。
主要缺點(diǎn):
能量密度低,僅1-10Wh/kg,超級(jí)電容續(xù)航里程太短,不能作為電動(dòng)汽車主流電源。
電池儲(chǔ)能的優(yōu)缺點(diǎn)(九種儲(chǔ)能電池解析)
五、燃料電池
主要優(yōu)點(diǎn):
1、比能量高,汽車行駛里程長;
2、功率密度高,可大電流充放電;
3、環(huán)保,無污染。
主要缺點(diǎn):
1、系統(tǒng)復(fù)雜,技術(shù)成熟度差;
2、氫氣供應(yīng)系統(tǒng)建設(shè)滯后;
3、對空氣中二氧化硫等有很高要求。由于國內(nèi)空氣污染嚴(yán)重,在國內(nèi)的燃料電池車壽命較短。
六、鈉硫電池
優(yōu)勢:
1、高比能量(理論760wh/kg;實(shí)際390wh/kg);
2、高功率(放電電流密度可達(dá)200~300mA/cm2);
3、充電速度快(充滿30min);
4、長壽命(15年;或2500~4500次);
5、無污染,可回收(Na,S回收率近100%);6、無自放電現(xiàn)象,能量轉(zhuǎn)化率高;
不足:
1、工作溫度高,其工作溫度在300~350度,電池工作時(shí)需要一定的加熱保溫,啟動(dòng)慢;
2、價(jià)格昂貴,萬元/每度;
3、安全性差。
七、液流電池(釩電池)
優(yōu)點(diǎn):
1、安全、可深度放電;
2、規(guī)模大,儲(chǔ)罐尺寸不限;
3、有很大的充放電速率;
4、壽命長,高可靠性;
5、無排放,噪音小;
6、充放電切換快,只需0.02秒;
7、選址不受地域限制。
缺點(diǎn):
1、正極、負(fù)極電解液交叉污染;
2、有的要用價(jià)貴的離子交換膜;
3、兩份溶液體積大,比能量低;
4、能量轉(zhuǎn)換效率不高。
八、鋰空氣電池
致命缺陷:
固體反應(yīng)生成物氧化鋰(Li2O)會(huì)在正極堆積,使電解液與空氣的接觸被阻斷,從而導(dǎo)致放電停止??茖W(xué)家認(rèn)為,鋰空氣電池的性能是鋰離子電池的10倍,可以提供與汽油同等的能量。鋰空氣電池從空氣中吸收氧氣充電,因此這種電池可以更小、更輕。全球不少實(shí)驗(yàn)室都在研究這種技術(shù),但如果沒有重大突破,要想實(shí)現(xiàn)商用可能還需要10年。
九、鋰硫電池(鋰硫電池是一類極具發(fā)展前景的高容量儲(chǔ)能體系)
優(yōu)點(diǎn):
1、能量密度高,理論能量密度可達(dá)2600Wh/kg;
2、原材料成本低;
3、能源消耗少;
4、低毒。
雖然鋰硫電池研究已經(jīng)經(jīng)歷了幾十年,并且在近10年時(shí)間取得了許多成果,但離實(shí)際應(yīng)用還有不小距離。
鋰離子電池是一種二次電池(充電電池),它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作。在充放電過程中,Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌(充電時(shí),Li+從正極脫嵌,經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極,負(fù)極處于富鋰狀態(tài),放電時(shí)則相反)。相對于傳統(tǒng)鉛酸電池和鎳鉻電池等,鋰離子電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長、充放電性能好、使用電壓高、無記憶效應(yīng)、污染較小和安全性高等優(yōu)勢。
鋰電池按下游應(yīng)用主要分為消費(fèi)類鋰電池、動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池。從其發(fā)展脈絡(luò)來看,鋰離子電池最早主要應(yīng)用于3C領(lǐng)域,既消費(fèi)類鋰電池。隨著技術(shù)的發(fā)展和電池性能的不斷提高,鋰離子電池逐漸被應(yīng)用在為電動(dòng)工具、電動(dòng)汽車等交通工具提供動(dòng)力,既動(dòng)力電池。2015年以來,儲(chǔ)能領(lǐng)域的發(fā)展使得鋰離子電池又產(chǎn)生一片全新的市場需求;但由于儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)﹄姵丶夹g(shù)水平要求較低,因此所用電池主要為動(dòng)力電池企業(yè)淘汰和剩余產(chǎn)能或回收再利用的動(dòng)力電池。
從市場發(fā)展速度看,由于3C行業(yè)市場規(guī)模增速在2010年左右達(dá)到峰值后持續(xù)下滑,市場逐漸趨于飽和,消費(fèi)類鋰離子電池增速持續(xù)下滑,雖然2017年略有反彈,但整體增速仍低于10%。2014年以來,全球新能源汽車行業(yè)的迅速發(fā)展,使得鋰電池行業(yè)出貨量近四年以每年27%的速度高速增長。截至2017年末,動(dòng)力電池出貨量達(dá)到62.35GWh,占鋰離子電池出貨量比例已提高到42%。此外,2015~2017年,儲(chǔ)能電池保持40%左右的增速,但在鋰電池出貨量中占比仍然較小。
動(dòng)力電池行業(yè)處于新能源動(dòng)力產(chǎn)業(yè)鏈的中游。上游主要為生產(chǎn)電池所需原材料(正極、負(fù)極、電解液、隔膜、包裝物、其他零部件)等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)以及再上游的金屬材料生產(chǎn)和礦產(chǎn)資源開采環(huán)節(jié)(鋰、鈷、猛金屬化合物的冶煉和鈷礦、錳礦、鎳礦、石墨礦開采等)。下游主要為新能源汽車企業(yè)[按汽車種類分為乘用車、商用車和專用車,按動(dòng)力來源分為純電動(dòng)車和混動(dòng)車]。動(dòng)力電池企業(yè)主要產(chǎn)品為電芯、電池模組和電池包(詳見表1)。此外,由于部分電池企業(yè)僅生產(chǎn)電芯并將電池包(PACK)業(yè)務(wù)外包,因此在電池企業(yè)和車企之間,還派生出一些專門做模組和PACK的細(xì)分行業(yè)。
















