聚焦INES2023丨新型储能电池出鞘极简无空调储能系统破局

发布时间：

2024-01-10 00:00

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概要：

10月17-19日，由中国电池工业协会储能分会举办的2023中国国际新型储能发展峰会（INES2023）在深圳圆满召开。

作为全球最大的储能研发制造及生产应用市场，众多院士企业家建言献策。中国科学院院士成会明表示，储能领域的快速发展，需要进一步提升电池的性能，比如能量密度、功率密度、安全性。随着大规模的应用，电动汽车和规模化储能、分散储能的领域，电池的开发生产也势必会面临资源短缺问题，所以必须开发资源可丰富利用的电池。

我国幅员广大，从三亚南沙到漠河，气温跨度非常之大，冬天晚上经常会零下四五十度，夏天地表温度可以达到六七十度。面临各种应用场景、环境，需进一步在开发深空、深海、极地等应对地球上更加苛刻环境的电池，现阶段的储能系统穿上外衣、戴上空调、还有冷却系统，必然会造成投入高，而且也会消耗一定的能源，储能电站能量转换效率低（~75%）。经过团队8年的研究,开发出基于宽温域铝基储能电池，无储能柜及空调的宽温域分散式储能系统

目前从研究的角度，主要是两个方面：

一是从电极材料入手。对已有的电极材料进行相应的改性，开发新型的铝基负极材料，它容量比较高，可以和锂形成铝锂合金，它的理论容量是1000-2000左右，远高于现在使用的理论容量为372倍石墨，另外电位适中，而且铝锂不产生枝晶，也具有一定的充放电可逆特性。另一方面从电解液入手，因为电池在环境、温度方面极大地依赖于电解液的性能。

二是对它的界面进行调控。

（1）活性/非活性异质纳米界面改性铝负极，改善反应均匀性；

（2）预锂化及人工SEI膜协同调控，提高稳定性；

（3）构建超薄人工SEI膜，抑制SEI膜过度生长，提高稳定性。

经过改性以后，有效地提升了铝的稳定性、循环性能，容量保持率，铝基负极可以匹配各种正极材料，比如钴酸锂，铝酸锂，磷酸铁锂，三元。与各种正极材料匹配过程中，也要匹配相应的电解液，最终在实验室中构建了10个安时级的软包电池，经测试它是极限温度可以到负70度，放电可以到60%以上，甚至可以在负30度以下充电，循环稳定性可以到5000次以上，即使低温下循环稳定性也能过千次，可以实现数C到10C的充放电。

为验证实验室成果，进一步地建成了宽温域中试电池线，构建了单体电芯、电池模组和电池管理系统，也经过了第三方的认证。应用场景包括与两轮车、新能源汽车。

计划12月与能源央企合作应用示范，在东北建设5-10MWh示范电站，目前正在发货和装配。未来，通过合作，建2GWh产线，预计明年上半年投产，从而推动宽温域铝电池的产业化。

会上，天合储能有限公司总裁孙伟表示，天合储能2021年率先提出自研长寿命电芯，循环寿命超12000次，在宽温域、耐高温技术也有前瞻性储备，基于25年在光伏组件领域技术经验积累，终极目标是能够形成光储一体耦合的方案，做到光储同寿。

未来有望进一步优化和简化电池舱内部的结构，提出无空调储能系统，最终为用户进一步降低成本。同时也开发出新一代液冷储能系统 TrinaStorage Elementa，从经济、高循环、高寿命、高安全和辅助低损耗方面都做到了行业领先。

创力新能源董事长杨玉锋表示，历时14年，聚力打造全自研的“储能+制氢一体化”新型水系铁镍电池，且高于-15℃以上”可以无空调运营，电池管理系统大大简化。

在继承传统铁镍电池本质安全、绿色环保的基础上，点“铁”成金！从电极材料、电池结构、制造工艺、核心部件等多方面重构了铁镍电池，创造了一个全新的水系新型铁镍电池体系，赋予铁镍电池以“少维护、低成本、长寿命、高性能、低碳生产”等一众特色，兼具本质安全可靠、经济可行、绿色低碳，旨在打破“能源不可能三角”的魔咒。