14先进铅炭技术在储能的应用----谭建国

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1、谭建国tjg@narada.bizHangzhou,China1提纲微网储能的机遇与挑战铅炭技术的背景与原理铅炭技术的发展与应用现状南都铅炭技术与储能应用案例分享2储能系统是智能电网的核心3储能系统是智能电网的核心储能的意义：平抑峰谷差，减少发电功率调整，提高传统发电效率；降低主干网扩容投入，节约大量扩容资金；稳定新能源接入，调整风光电的不可预测性，提高电网电能质量；提高电网安全性，在输配环节出现问题时提高备份电源；提高黑启动安全性，降低事故发生率。4储能技术的关键安全性、能量转换效率、成本、寿命、

2、比能量、比功率、可维护性、环境友好储能技术的关键储能电池系统能量转换系统•储能电池•双向逆变器•成组技术•能源管理系统•电池管理系统•负载管理系统•热管理系统•远程监控系统5规模储能对电池的要求储能容量(规模化程度)电池工作模式随市场需求发展不断变化经济性安全性循环寿命能量转换效率新兴储能市场要求电池在20%-80%的PSoC模式下工作，以确保该应用场景下的功率输出及良好的充电接受能力。高倍率浅循环低倍率深放电功率型模式能量型模式各种储能技术的储能规模比较铅酸电池与锂电池、钠硫电池的能量规模和功率规模相

3、当。经济因素是制约某项技术未能实现更高功率或更大能量的主要原因。铅酸电池仍是未来不可替代的储能产品在目前的电池中，铅铅酸电池回收率可达酸电池仍然是性价比性价比高回收率高95%以上最高的铅酸电池近年来，新兴铅酸技铅酸电池自1859年发明以术不断出现，大大弥先进技术发展可靠性好来已有100多年的成熟应补了铅酸电池比能量用历史，安全可靠低、寿命短等缺点只有落后的技术，没有落后的产业，随着新技术的应用，铅酸技术在固定、储能应用行业仍会有较大市场；只有有污染的企业，没有有污染的行业，只要措施得当，铅酸污染是可防可控的。8

4、铅酸电池储能系统的发展趋势9提纲微网储能的机遇与挑战铅炭技术的背景与原理铅炭技术的发展与应用现状南都铅炭技术与储能应用案例分享10新兴市场要求铅酸电池在PSOC模式下工作储能、动力等新兴市场要求铅酸电池在20%-80%的部分荷电态PSOC模式下工作,以确保该应用场景下的功率输出及良好的充电接受能力,铅炭电池技术应运而生。传统铅酸电池PSOC储能工况失效模式传统铅酸电池储能应用失效模式•正极板栅腐蚀•负极硫酸盐化不同倍率放电时的负极硫酸铅分布高倍率放电后再充电的负极板12传统铅酸电池PSOC储能工况失效模式

5、储能应用场景的失效模式主要在于负极的硫酸盐化13铅炭技术发展历程1997:普通铅酸电池在HRPSOC模式下负极易硫化而导致使用寿命短，DrLamLan研究发现：在电池中加入炭材料可减少HRPSOC工况下硫酸盐的积累，提高电池性能和使用寿命。2000解决电池HRPSOC模式的寿命问题，传统方式是铅酸电池外并一个超级电容器。澳大利亚CSIRO研发出将电容器碳材料与铅酸电池负极复合的内并式的超级电池。2006国际先进铅酸电池联合会ALABC发起铅炭电池示范项目，EastPenn成为铅炭电池授权生产商。2009Exide、A

6、xion、EastPenn的铅炭电池研发作为先进电池技术得到奥巴马政府2000万美元资助。2010Sandia美国国家实验室对先进的铅炭电池测试，模拟测试铅炭电池在混合动力车、功率型或能量型储能模式的寿命性能评估是普通铅酸电池4-8倍。2011EastPenn500kWh光电平滑+1MWh光储一体化电网级铅炭储能项目通过PNM电网验收；2012年，EastPenn3MW电网级铅炭储能项目通过PJM电网验收。铅炭电池技术创新优势改写新兴市场竞争规则铅炭电池特点：Lead-Carbon:AGameChanger兼具铅酸电

7、池与超级电容器的优势，能够forAlternativeEnergyStorage有效抑制负极硫酸盐化，大幅提升电池的高倍率充放电性能和部分荷电态下的循环寿命。奥巴马政府重点资助项目申请人资助项目内容M$ExideTechnologies应用铅-炭电极技术生with34.3产先进的铅酸电池，满AxionPowerInterna足微混和中混用电需求tional生产超电池（铅酸电池EastPennManu-32.5同超级电容器结合）满facturingCo.足微混和中混用电需求铅炭电池的原理铅炭电池：将铅酸电池和超级电容器

8、有效地结合在一起。既保持了电池的高能量密度，又具有超级电容器高功率、快速充放、长循环寿命的特点CPb+CPbPbPbO2PbO2PbO2传统铅酸电池“内并”式铅炭电池铅炭电池*Energylikeabattery,*Powerlikeacapacitor电池特点:“有电池的能量，有电容器的功率。”铅炭电池原理与机理*ALABCProjectC2