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“清潔低碳”時代鈦酸鋰有望引領儲能發(fā)展

根據(jù)對相關行業(yè)發(fā)展前景的分析,鈦酸鋰技術有望引領儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。鈦酸鋰穩(wěn)定性高、壽命周期長,性能較優(yōu)于傳統(tǒng)的鋰離子電池,使得它在儲能的應用場景,具有其獨特的優(yōu)勢,比較適合用于大型儲能,被業(yè)界稱為“最具應用前景的儲能電池之一”。


試驗表明,鈦酸鋰的一大優(yōu)點就是安全。碳材料、合金材料作為負極的劣勢恰恰是鈦酸鋰的優(yōu)勢。相關研究表明,鈦酸鋰材料負極能吸收正極發(fā)生分解反應釋放出的氧氣,晶型結(jié)構幾乎不會發(fā)生變化,這就大幅度降低了電池熱失控的風險,使得電池可以在高溫或低溫環(huán)境中均能達到安全使用標準,破解安全難題。


電池壽命是決定成本的重要因素,鈦酸鋰電池有望以較長壽命來攤薄全生命周期成本,率先實現(xiàn)儲能的商業(yè)化。根據(jù)行業(yè)專家介紹,與傳統(tǒng)鋰離子電池普遍采用石墨材料相比,鈦酸鋰材料在充放電嵌脫鋰過程中,骨架結(jié)構幾乎不會發(fā)生收縮或著膨脹,這就很好的避免了一般電極材料脫、嵌鋰離子時,晶胞體積應變而造成的電極結(jié)構損壞問題,因此壽命得到巨大突破。據(jù)相關實驗數(shù)據(jù)測定,鈦酸鋰電池的循環(huán)壽命可達25000次以上,是普通鋰電池4-8倍,壽命可達30年。


除了安全、壽命等方面的優(yōu)勢外,充電速度也是大規(guī)模儲能比拼的重要指標。相關數(shù)據(jù)顯示,同等容量下,傳統(tǒng)鋰電池需要充電兩到四個小時,而鈦酸鋰電池僅需要6分鐘,顯然具有極強的調(diào)峰價值。


近年來,鋰離子電池作為儲能的主要技術路徑之一,發(fā)展迅速。我國儲能產(chǎn)業(yè)中,壓縮空氣儲能、飛輪儲能,超導儲能和超級電容,鉛蓄電池、鈉硫電池、液流電池等儲能技術研發(fā)應用比較廣泛。隨著相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,儲能技術也開始發(fā)展加速,尤其是鋰離子電池技術,發(fā)展較為迅速。


眾所周知,鋰離子電池的負極材料主要集中在碳材料、合金材料和鈦酸鋰等幾類。其中,碳材料雖然具有來源廣泛、合成工藝簡單、無毒無害等優(yōu)點,但是碳電極與金屬鋰的電位接近,當電池過充電時,容易在碳電極表面析出金屬鋰形成鋰枝晶。


鋰枝晶會刺穿隔膜引起短路,給使用帶來極大的安全隱患。如果用合金類材料作為負極替代材料,碳材料部分安全性問題會有所提高。但是在充放電的過程中,體積可能容易發(fā)生較大變化,同樣容易穿透隔膜,造成短路。


鋰離子碳材料除了安全問題,在儲能的商業(yè)化過程中,成本過高問題也是阻礙儲能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的一大瓶頸。事實上,除抽水蓄能外,鉛酸、鋰電、鈉硫等各類電化學儲能,成本都相對較高。在沒有儲能電價政策和補貼政策扶持的前提下,很難實現(xiàn)盈利。雖然目前中國已建成的儲能示范工程驗證了儲能技術的可行性,但商業(yè)化運營模式依然未能形成。


近年來,儲能產(chǎn)品以被廣泛的應用于家庭、工業(yè)、交通、電網(wǎng)等多個場景。產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開國家相關政策的扶持。隨著《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》的提出,我國明確了加快電源建設,儲能建設,構建能源生產(chǎn)、輸送、使用和儲能體系協(xié)調(diào)發(fā)展、集成互補的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。


未來,加快儲能技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展,對于構建“清潔低碳”的現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)體系,推進我國能源行業(yè)供給側(cè)改革、推動能源生產(chǎn)和利用方式變革,具有重要的戰(zhàn)略意義。

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