中國儲能網(wǎng)訊:9月24—26日,由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會聯(lián)合200余家機構共同支持的第十屆中國國際儲能大會在深圳鵬瑞萊佛士酒店召開。此次大會主題是“共建儲能生態(tài)鏈,開啟應用新時代”。 來自行業(yè)主管機構、國內外駐華機構、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機構等不同領域的1621人參加了本屆大會。本次大會由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會、中國科學院電工研究所儲能技術組和中國儲能網(wǎng)聯(lián)合承辦。
在24日下午的“儲能電站規(guī)劃與設計”專場,理士國際技術有限公司研發(fā)總經(jīng)理 張樹祥分享了主題報告《儲能電池的現(xiàn)狀與發(fā)展》。會務組對發(fā)言人的演講速記做了梳理,方便大家會后交流、學習,以下是速記全文:
張樹祥:我先自我介紹一下,我叫張樹祥,1987年畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學電池化學專業(yè),從事電池行業(yè)30多年了。
我現(xiàn)在跟大家分享一下儲能電池的現(xiàn)狀與發(fā)展。
我們這個儲能電池今天講的都是比較狹義的,純粹在電力方面的儲能。在其他儲能方面,像電化學電池本身就是儲能。分四方面介紹:理士企業(yè)簡介、儲能電池現(xiàn)狀、先進儲能電池、儲能電池發(fā)展。
理士從1999年成立,到現(xiàn)在大概20年,也算是個新兵,特別是我們的鋰電池,從2019年才開始建。前面主要是做鉛酸電池,在國外也有四家工廠,理士2010年在香港主板上市。
這是理士的基本情況(見PPT),目前工廠有11座,鉛酸能力在20GWh,鋰電池的能力是4GWh。
這是我們的研發(fā)體系,現(xiàn)在的研發(fā)人員有300多人,更需要的是高水平的研發(fā)人員加入我們團隊,我們院士團隊有2個,一個是上海大學的張久俊院士(加拿大院士),第二個是南開大學的陳軍院士。CNAS實驗室目前有3個(安徽、江蘇、肇慶)。
這是跟我們合作的,一個是哈工大博士后工作站,二是我們跟南開大學在安徽成立了先進能源研究院(見PPT)。
這是我們鋰電池工廠的基本情況,在安徽淮北,占地220畝,產能4GWh。
這是我們部分生產設備,主要還是以磷酸鐵鋰為主,也兼容三元和錳酸鋰體系。
這是我們儲能電池現(xiàn)狀。抽水儲能占的比例是94%,電化學儲能站的比例比較小,但另外一個方向也說明電化學儲能發(fā)展空間很大。右邊的圖,鋰電池在電化學儲能里的比例越來越高,我這個還是2018年的數(shù)據(jù),上午劉秘書長講鋰電池目前達到80%多,鉛酸還在下降。
這是一個全球電化學儲能的趨勢,目前到8GWh多到9GWh。目前在用的儲能電池做了循環(huán)壽命、能量轉換效率、安全性、可規(guī)?;⒔?jīng)濟性這五方面的比較,現(xiàn)在用的有鈉硫電池、釩液流電池、鋰離子電池、鉛炭電池、膠體鉛電池。目前鋰離子電池確實存在安全問題。從經(jīng)濟性看,鋰離子電池和鉛炭電池有一定優(yōu)勢。但從目前總的看,電化學儲能沒有能同時五個方面都達到四星的,搞電池的人這塊還要努力,將來能夠做到十全十美的電池,這是是我們努力的方向。
這是從經(jīng)濟性上比較的,發(fā)電成本只是純電池,不包括系統(tǒng)。如果要算系統(tǒng),按最后的成本可能要乘2-3,也不包括充電。目前看來鋰離子電池和鉛炭電池有優(yōu)勢。鉛炭電池雖然慢慢被取代,但到目前為止還是唯一一個能夠循環(huán)利用的,其他的體系的電池還都做不到,所以它還仍然有生命力。
這是理士的鉛炭電池,它的部分荷電性能(PSOC)能提高很多,當然不僅僅是負極加炭,是綜合因素。我們這個鉛炭電池也會應用到其他電池的一些成果。比如像鋰電池的炭材包括納米炭管、石墨烯技術,可能在我們鉛炭上也可以應用。燃料電池的氫、氧催化技術鉛炭電池也可以利用,減少電池失水,提高壽命。
這是部分型號,最大可以做到3000Ah。
鉛炭電池跟普通的電池比接受能力測試結果特別好,部分荷電循環(huán)壽命比較長,目前在60%DOD下,壽命能達到4500次左右。這是兩個圖,一個是容量圖,一個是電壓圖。
做這個壽命要求比較長的時間,可能三四年。我們需要有快速壽命模擬系統(tǒng)能減少研發(fā)時間,也是我們的方向。前面有人講了怎么能加快實驗。
二、鋰電池策略。我們主要是做磷酸鐵鋰電池,鋰電池應用于通信儲能、電網(wǎng)儲能,低速電車車,再就是摩托車、汽車啟動。我們生產設備也兼容三元鋰和錳酸鋰。
我們做鋰電肯定是從電芯到PACK都做。這是高倍率放電的溫升情況,6C放電時溫度也不會超過60°C。這是鋰電池在MW儲能系統(tǒng)的應用,電池組是270Ah,電壓是652.8V;這種是450Ah,電壓是588.8V。(見PPT)
儲能電池的應用場景主要有這幾方面,每一個方面有時候可能是幾方面的功能都同時會滿足,我們現(xiàn)在電池更多應用在用戶側。
這是一個集成方案,一個供電系統(tǒng)光電池是不行的,還要配套很多設備。但電池占整個系統(tǒng)的成本可能占到25%甚至50%,電池在這里面還是最重要的,直接關系到系統(tǒng)的使用壽命。
這是鉛炭電池在用戶側應用的情況(見PPT),我們也是從2018年開始使用的。
這也是一個鉛炭電池的應用項目。
這是一個鋰電池的應用項目。
這是在國外一個鋰電的應用項目。
目前我們比較成熟的就這幾種電池,對于儲能電池以后的發(fā)展,可能就要求我們壽命更長,成本更低。上午專家也講了,鋰電池從1000多次、3000次、6000次、8000次、10000次都有,但每一個壽命的提升都意味著成本的提升,我們后面都要求壽命長、成本低,包括度電成本要低于目前電網(wǎng)的成本,才有生命力。后面的發(fā)展可能是固態(tài)鋰電池包括鈉離子電池是我們重點研究方向。但鉛酸電池畢竟是存在160年的,它也不會坐以待斃,在鉛酸電池的改善方面可能后面應用更多純鉛鉛炭,包括硅基雙極型電池,它不用合金板柵和連接條,直接用硅片代替,可以節(jié)省鉛耗30%-40%,壽命是常規(guī)鉛酸電池的3-5倍,這樣的電池就有可能跟現(xiàn)在的鋰電池競爭。但目前鉛炭電池從使用成本上(考慮到鉛電池回收有30%的價值),安全性上,要稍微好一點。后面我們做電池的人,最大的是怎么降本,怎么提升效能。不知道在座的有沒有搞研發(fā)的?我們研發(fā)每天老板給我們的最大任務是怎么降本。
我們理士的核心價值觀是以客戶為中心,以貢獻者為本,我們的使命是為人們提供可靠與創(chuàng)新的電力供應。
我的分享就到這里,謝謝大家!