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储能蓄电池的作用、挑战以及全固态电池在电力市场的未来前景

 AIpatent 2022-10-08 发布于上海



本文917字,阅读约需2分钟

摘   要:本文简单介绍了储能蓄电池的作用、所面临的挑战,以及全固态电池的未来前景。

关键字:储能蓄电池、氧化物型全固态电池、可再生能源发电、能源地产地销、蓄电系统

储能蓄电池的作用及其挑战

人们希望通过积极引入可再生能源的使用来实现碳中和社会,但是可再生能源发电容易受天气影响,电力系统的不稳定性让人担忧,因此人们期待能将可再生能源发电的电力暂时储存到储能蓄电池中,从而实现有计划的供求调整。

作为储能蓄电池广泛使用的锂离子电池或钠硫电池存在起火的安全风险,并且对于铺设面积的大小有要求,因此很难在应用于城市中,大部分储能蓄电池都设置在远离用电城市的山区或沿海地区。

如果在未来大量引入可再生能源,则需要升级从蓄电池到市区的输电线路,这将增加巨大的成本。另外,建设也需要耗费相当长的时间,所以必须采取一些措施来解决这些难题。如果能在城市地下铺设使用高安全性材料的全固态电池,则有望在控制成本的前提下,实现能源的地产地销。

基于地产地销的目标,铺设在城市地下的氧化物型全固态电池的案例

对储能蓄电池的要求

相比用于电动汽车时所要求的高能量密度或高输出密度,储能蓄电池更侧重于高安全性、长使用寿命以及低成本。储能蓄电池的规模相当大,一旦起火需要较长的灭火时间;同时,停电造成的影响波及范围广,因此对于安全性的要求很高;此外,假定储能蓄电池与发电厂的使用年限相当,意味着需要长达数十年的使用寿命。预计将在当前的蓄电系统引入MWh级容量,并于未来引入TWh级容量,因此希望能够降低每Wh的引入成本。

氧化物型全固态电池具有高安全性,在空气中很稳定,被认为具有实现高安全性、长使用寿命和低成本的潜力。然而,目前市场上销售的氧化物型全固态电池只有指尖大小,如果增大氧化物型电池的尺寸,则会导致一些问题,如电池容易出现裂纹,无法达到设计容量,使用寿命较短等。解决这些问题的方案包括添加软材料或少量液体,通过元素替代软化氧化物,以及改进制造方法等。

虽然全固态电池具有传统蓄电池所不具备的优点,但要实现实用化还面临很多挑战。在车载用途方面,日本的汽车公司在政府扶持下积极开展全固态电池开发。车载用途和电力储存用途所要求的条件不同,因此需要开发适合各种用途的电池。希望在政府的支持下,构建高安全性全固态电池的开发框架。

翻译:史海燕

审校:刘   翔

李   涵

统稿:李淑珊


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