新型的储能电池技术

导读

现有商用电池技术包括锂离子电池、铅酸电池、镍氢/镉电池、钠硫/镍电池等，这些电池技术成熟，已广泛应用在电动汽车、手机、笔记本电脑、风电场储能系统、电网调频、分布式电源和微网等领域。

储能被达沃斯经济论坛评为未来可能改变世界的十大新技术之一，储能电池是储能技术研发和应用最活跃的领域。目前储能电池技术发展很快，一旦取得突破，将对新能源发展、电网运行控制、终端用能方式等产生重大影响。未来储能电池技术将在新一代电力系统中实现广泛应用。

新型储能电池技术成为当前研发的热点和技术前沿

现有商用电池技术包括锂离子电池、铅酸电池、镍氢/镉电池、钠硫/镍电池等，这些电池技术成熟，已广泛应用在电动汽车、手机、笔记本电脑、风电场储能系统、电网调频、分布式电源和微网等领域。

目前，处于商用和示范应用、实验室研发或概念设计阶段的新型储能电池超过30种。

其中，已示范应用的电池技术包括三元材料锂离子电池、全钒/锌溴液流电池、铅碳电池、超级电容电池等;处于实验室研发阶段的电池技术包括石墨烯/锂硫/锂空等新一代锂离子电池、半固态/无薄膜等新一代液流电池、铝/锌等金属空气电池、钠/镁离子电池、液态金属电池等;石墨烯超级电容电池、双碳电池、纳米微电池、有机电池等处于概念设计阶段。

这些新型储能电池技术已经成为当前研发的热点和技术前沿，未来有望大幅提升储能电池的性能，推动储能电池大规模应用。

半固态液流电池结合了锂离子和液流电池的优点，将在提高电池能量和功率密度、缩小体积、降低成本方面实现质的飞跃。目前美国麻省理工大学已研发出半固态液流电池，能量密度达到250瓦时/千克，比目前的液流电池提高10倍以上，成本仅100至250美元/千瓦时，比目前降低70%以上。

石墨烯锂电池以高导电性、质量超轻的石墨烯为材料，利用锂离子可在石墨烯表面和电极之间快速穿梭运动的特性，将充电时间缩短至分钟级。西班牙Graphenano公司和科尔瓦多大学共同研发出全球首例电动汽车石墨烯电池，充电时间只需8分钟，续航里程达到1000公里。锂硫电池理论能量密度可达2600瓦时/千克，是传统锂离子电池的8至10倍。

美国Polyplus公司、德国弗朗霍夫材料与光束研究所研发的锂硫电池能量密度已达到420瓦时/千克、600瓦时/千克。铝空气电池以空气为正极、铝为负极，通过铝与氧气发生化学反应释放出能量，电池能量密度在理论上可达8100瓦时/千克，居各种电池能量密度之首。以色列Phinergy公司已研发出专供电动汽车使用的铝空气试验电池，能量密度超过800瓦时/千克，续航里程达到1600公里。