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鋰離子電池儲能系統(tǒng)熱-安全管控技術(shù)獲突破

作者:朱漢斌 來源:中國科學報 發(fā)布時間:2022-05-05 瀏覽:

中國儲能網(wǎng)訊:近年來,鋰離子電池儲能系統(tǒng)因其能量效率高、響應速度快等優(yōu)點,已成為智慧能源網(wǎng)絡建設、終端用能電氣化和可再生能源大規(guī)模接入等的有效解決方案。然而,隨著使用時長增加,鋰離子電池的理化特性會發(fā)生非線性變化,宏觀表現(xiàn)為電池一致性發(fā)散、產(chǎn)熱增加、安全邊界演化、微小故障多發(fā)等特征,鋰電儲能系統(tǒng)的安全運維因此面臨巨大挑戰(zhàn)。

5月4日,記者從中國科學院廣州能源研究所獲悉,該所研究員蔣方明團隊針對這一問題,依托國家重點研發(fā)計劃項目“梯次利用動力電池規(guī)模化工程應用關(guān)鍵技術(shù)”課題三“梯次利用動力電池電、熱、安全管理技術(shù)”開展相關(guān)研究工作。該項目承擔單位為南方電網(wǎng)科學研究院,負責人為鄭耀東教授級高工;課題三負責人為蔣方明。

項目執(zhí)行期間,蔣方明團隊研發(fā)出三項創(chuàng)新成果:一是研發(fā)了梯次電池及儲能系統(tǒng)多尺度多場耦合仿真平臺、揭示了梯次利用動力電池從電極介孔到宏觀儲能系統(tǒng)尺度的性能演化規(guī)律;二是構(gòu)建了適應不同動力電池原始散熱設計、具備熱值估算動態(tài)調(diào)控能力的熱管理系統(tǒng)開發(fā),解決了梯次利用過程電池一致性易發(fā)散難題,研制了國內(nèi)首臺液冷式鋰電儲能系統(tǒng)樣機(100kW/500kWh);三是提出了“瞬發(fā)性安全故障表征監(jiān)控+漸變性故障演化特征分析”的安全管控體系,實現(xiàn)了對梯次電池儲能系統(tǒng)電、熱、安全的有效管控。

據(jù)了解,3月8日,該項目在廣州順利通過綜合績效評價,專家組為項目執(zhí)行完成情況及成果打出90.2的高分,是目前“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”重點專項儲能方向項目中第二個超過90分的項目。4月27日,受項目組委托,中國電機工程學會在線上組織召開了“梯次利用動力電池規(guī)?;こ虘藐P(guān)鍵技術(shù)”項目技術(shù)鑒定會,邀請中國工程院院士陳立泉等9位院士專家參與評審項目創(chuàng)新技術(shù)內(nèi)容。經(jīng)鑒定,評審專家一致認為,經(jīng)過3年多的科研攻關(guān),成功攻克了多項難題,項目成果整體達到國際領(lǐng)先技術(shù)水平。

“電能存儲是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵?!笔Y方明表示,鋰離子動力電池儲能系統(tǒng)全生命周期熱-安全管控技術(shù)難題的攻克,將推動長效安全的鋰電儲能系統(tǒng)由應用示范走向大規(guī)模推廣,對構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、踐行“可再生能源”+“儲能”的低碳發(fā)展戰(zhàn)略具有重大意義。

據(jù)介紹,截至2021年底,全球已投運儲電項目累計裝機規(guī)模超200GW,同比增長9%;新型儲電的累計裝機規(guī)模為25.4GW,同比增長67.7%,其中,鋰離子電池占據(jù)絕對主導地位,市場份額超過90%。

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