到目前為止，針對(duì)不同的領(lǐng)域、不同的需求，人們已提出和開發(fā)了多種儲(chǔ)能技術(shù)來滿足應(yīng)用。全球儲(chǔ)能技術(shù)主要有物理儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能（如鈉硫電池、全釩液流電池、鉛酸電池、鋰離子電池、超級(jí)電容器等）、電磁儲(chǔ)能和相變儲(chǔ)能等幾類。

1.物理儲(chǔ)能

物理儲(chǔ)能技術(shù)主要有抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等。相比化學(xué)儲(chǔ)能來說，物理儲(chǔ)能更加環(huán)保、綠色，利用天然的資源來實(shí)現(xiàn)。抽水蓄能電站（PSH，PumpedStorageHydroelectricity）是通過配備上、下游兩個(gè)水庫，負(fù)荷低谷時(shí)設(shè)備工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，將下游水庫的水抽到上游水庫保存，而負(fù)荷高峰時(shí)設(shè)備工作于發(fā)電機(jī)的狀態(tài)，利用儲(chǔ)存在上游水庫中的水發(fā)電，見圖1。由于技術(shù)成熟，抽水儲(chǔ)能電站已成為電力系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的儲(chǔ)能技術(shù)，目前我國在建的抽水蓄能電站裝機(jī)約11400MW，預(yù)計(jì)至2010年底抽水蓄能電站的總裝機(jī)可到17500MW左右。

壓縮空氣蓄能電站（CAES，CompressedAirEnergyStorage）是一種調(diào)峰用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠，主要利用電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)的剩余電力壓縮空氣，并將其儲(chǔ)藏在典型儲(chǔ)氣壓力為7.5MPa的高壓密封設(shè)施內(nèi)，在用電高峰釋放出來驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。世界上第一個(gè)商業(yè)化CAES電站是1978年在德國建造的Huntdorf電站，裝機(jī)容量為290MW，換能效率77%，運(yùn)行至今，累計(jì)啟動(dòng)超過7000次，主要用于熱備用和平滑負(fù)荷。和抽水蓄能電站相比，CAES電站選址靈活，它不需建造地面水庫，地形條件容易滿足，目前壓縮空氣蓄能電站已經(jīng)在一些發(fā)達(dá)國家得到廣泛應(yīng)用。

飛輪儲(chǔ)能（FW，F(xiàn)lyWheels），是通過機(jī)械能和電能的相互轉(zhuǎn)化來實(shí)現(xiàn)充放電。它是以高速旋轉(zhuǎn)的飛輪鐵芯作為機(jī)械能量儲(chǔ)存的介質(zhì)，利用電動(dòng)/發(fā)電機(jī)和能量轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)來控制能量的輸入和輸出。飛輪儲(chǔ)能對(duì)制作飛輪的原材料和技術(shù)要求很高，直到20世紀(jì)90年代才得以飛速發(fā)展，用于不間斷電源（UPS）/應(yīng)急電源（EPS）、電網(wǎng)調(diào)峰和頻率控制等領(lǐng)域。我國在這方面的研究才剛剛起步。

過針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

點(diǎn)擊詳情

物理儲(chǔ)能如抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能具有規(guī)模大、循環(huán)壽命長和運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但是需要特殊的地理?xiàng)l件和場地，建設(shè)的局限性較大，且一次性投資費(fèi)用較高，不適合較小功率的離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。從發(fā)展水平及實(shí)用角度來看，化學(xué)儲(chǔ)能比物理儲(chǔ)能具有更廣闊的應(yīng)用前景。

2.化學(xué)儲(chǔ)能—鋰離子電池儲(chǔ)能是目前最可行的技術(shù)路線

鉛酸電池是最老的也是最成熟的化學(xué)儲(chǔ)能方法，已有100多年的歷史，廣泛用于汽車啟動(dòng)電源、電動(dòng)自行車或摩托車動(dòng)力電源、備用電源和照明電源等。鉛酸電池電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液。充電時(shí)，正極主要成分為二氧化鉛，負(fù)極主要成分為鉛；放電時(shí)，正負(fù)極的主要成分均為硫酸鉛。鉛酸電池可靠性好、原材料易得、價(jià)格便宜，但是其最佳充電電流為0.1C左右，充電電流不能大于0.3C，放電電流一般要求在0.05～3C之間，很難滿足功率和容量同時(shí)兼顧的大規(guī)模蓄電要求。同時(shí)，鉛酸電池不可深度充放電，100%放電條件下對(duì)電池的壽命影響非常大（滿充放電條件下電池的循環(huán)壽命不足300次），并且充電末期水會(huì)分解為氫氣、氧氣體析出，需經(jīng)常加酸、加水，維護(hù)工作繁重，因此不適合在智能電網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用。

目前可以應(yīng)用于智能電網(wǎng)領(lǐng)域的化學(xué)電源主要有鈉硫電池、液流電池和鋰離子電池。

鈉硫電池（NaS）是美國福特（Ford）公司于1967年首先發(fā)明公布的，它以金屬鈉為負(fù)極，硫?yàn)檎龢O，陶瓷管為電解質(zhì)隔膜。在一定的工作溫度下，鈉離子透過電解質(zhì)隔膜與硫之間發(fā)生可逆反應(yīng)，形成能量的釋放和儲(chǔ)存，見圖2。鈉硫電池比能量高（理論比能量高達(dá)760Wh/kg）、可大電流充放電、使用壽命長（10～15年），是目前較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的儲(chǔ)能方法之一，主要應(yīng)用目標(biāo)是電站負(fù)荷調(diào)平、UPS應(yīng)急電源及瞬間補(bǔ)償電源等領(lǐng)域。目前鈉硫電池技術(shù)領(lǐng)先的國家是日本，截至2007，日本年產(chǎn)鈉硫電池已超過100MW。2008年，日本二又風(fēng)力發(fā)電站導(dǎo)入了NGK公司的17臺(tái)鈉硫電池系統(tǒng)，蓄電能力34MW，成功地抑制了最大功率為51MW的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的功率變動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)劃性地進(jìn)行功率輸出，為實(shí)現(xiàn)風(fēng)電的并網(wǎng)發(fā)電提供了基礎(chǔ)。2009年，我國上海硅酸鹽研究所成功研制了100kW級(jí)關(guān)鍵技術(shù)，成為繼日本之后世界上第二個(gè)掌握大容量鈉硫單體電池核心技術(shù)的國家，所開發(fā)的鈉硫電池如圖3所示。但是鈉硫電池需要高溫350℃熔解硫和鈉，需要附加供熱設(shè)備來維持溫度，同時(shí)過度充電時(shí)很危險(xiǎn)，因此在安全性和免維護(hù)性方面存在不足。

無人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備

點(diǎn)擊詳情

全釩液流電池的研究始于1984年澳大利亞新南威爾士大學(xué)的Skyllas-kazacos研究小組，它是一種基于金屬釩元素的氧化還原可再生燃料電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，其工作原理示意圖見圖4。液流電池采用質(zhì)子交換膜作為電池組的隔膜，電解質(zhì)溶液平行流過電極表面并發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，通過雙電極板收集和傳導(dǎo)電流使儲(chǔ)存在溶液中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的額定功率和額定容量相互獨(dú)立，功率大小取決于電池堆，容量大小取決于電解液，可以通過增加電解液的量或提高電解質(zhì)的濃度來實(shí)現(xiàn)增加電池容量，通過更換電解液實(shí)現(xiàn)“瞬間再充電”。液流電池的理論保存期無限，儲(chǔ)存壽命長，無自放電，能100%深度放電而不會(huì)損壞電池。這些特點(diǎn)使得液流電池成為儲(chǔ)能技術(shù)的首選技術(shù)之一。目前液流儲(chǔ)能技術(shù)已在美國、德國、日本和英國等發(fā)達(dá)國家示范性應(yīng)用，我國目前尚處于研究開發(fā)階段。全釩液流電池的難點(diǎn)在于通常使用的總釩離子濃度低于2mol/L，導(dǎo)致比能量只有25～35Wh/kg，電解液儲(chǔ)槽大、較難管理，而且正極液中的五價(jià)釩在靜置或溫度高于45℃的情況下易析出五氧化二釩沉淀，影響電池的使用壽命。

相比較而言，鋰離子電池儲(chǔ)能則是目前儲(chǔ)能產(chǎn)品開發(fā)中最可行的技術(shù)路線。鋰離子電池具有能量密度大、自放電小、沒有記憶效應(yīng)、工作溫度范圍寬、可快速充放電、使用壽命長、沒有環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，被稱為綠色電池。表1是鉛酸電池、鈉硫電池、液流電池和以鈦酸鋰為負(fù)極的鋰離子電池的比較，可以看出，鉛酸電池的使用壽命較短，鈉硫電池的不足在于工作溫度較高，液流電池的能量密度較低，而以鈦酸鋰為負(fù)極的鋰離子電池則顯示出綜合的性能優(yōu)勢。圖5是以鈦酸鋰為負(fù)極的鋰離子電池工作原理示意圖。

由于鈦酸鋰為零應(yīng)變材料，可以避免由于電極材料的來回伸縮而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，從而大幅度提高了鋰離子動(dòng)力電池的使用壽命；并且由于鈦酸鋰具有較高的工作電位，即使過充電也很難在負(fù)極上形成鋰枝晶，從而大大提高了鋰離子動(dòng)力電池的安全性。這些改進(jìn)使得鋰離子動(dòng)力電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能，目前以鈦酸鋰為負(fù)極的鋰離子動(dòng)力電池儲(chǔ)能技術(shù)正成為國內(nèi)外競相開發(fā)的熱點(diǎn)。2008年，美國Altairnano公司開發(fā)出1MW鈦酸鋰儲(chǔ)能電池系統(tǒng)，經(jīng)試運(yùn)行表明可以輸出250kWh的能量，能量轉(zhuǎn)換效率大于90%。2010年，日本東芝（Toshiba）在年度經(jīng)營方針會(huì)上宣布將采用鈦酸鋰負(fù)極材料開發(fā)儲(chǔ)能用超級(jí)鋰電池（SCiB），憑借高功率SCiB鈦酸鋰電池的成功商業(yè)化，預(yù)計(jì)東芝的SCiB儲(chǔ)能電池將會(huì)很快面向市場。國內(nèi)中信國安盟固利動(dòng)力科技有限公司經(jīng)過5年的技術(shù)開發(fā)，于2010年開發(fā)出了儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用的35Ah電池，

該電池循環(huán)壽命已接近8000次，可以5C倍率充放電，安全性能優(yōu)異，目前該公司正在與合作單位共同開發(fā)兆瓦級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)，預(yù)計(jì)該產(chǎn)品2011年可以面向市場銷售。

除了以鈦酸鋰為負(fù)極的鋰離子動(dòng)力電池可以應(yīng)用在儲(chǔ)能領(lǐng)域外，隨著磷酸鐵鋰正極材料的應(yīng)用，傳統(tǒng)的碳負(fù)極鋰離子動(dòng)力電池的壽命和安全性也得到較大提高，也可應(yīng)用于儲(chǔ)能領(lǐng)域。2010年索尼推出了1.2kWh磷酸鐵鋰儲(chǔ)能電池模塊，具有最大2.5kW的輸出功率。但是目前磷酸鐵鋰電池還存在較嚴(yán)重的一致性問題，即使單體電池壽命可以達(dá)到2000次以上，電池成組后的壽命會(huì)大打折扣，并且磷酸鐵鋰材料的核心專利掌握在一些國際大公司手中，磷酸鐵鋰電池的生產(chǎn)將面臨專利糾紛問題。因此，目前鋰離子儲(chǔ)能電池產(chǎn)品中采用鈦酸鋰鋰離子電池進(jìn)行儲(chǔ)能應(yīng)該是最可行的技術(shù)路線。

3.其它儲(chǔ)能技術(shù)

超導(dǎo)電磁儲(chǔ)能是把電能轉(zhuǎn)化為磁能儲(chǔ)存在超導(dǎo)線圈的磁場中，通過電磁相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能裝置的充電和放電。由于超導(dǎo)狀態(tài)下線圈沒有電阻，因此超導(dǎo)儲(chǔ)能的能量損耗非常小。但由于超導(dǎo)狀態(tài)要求線圈處于極低溫度下才能實(shí)現(xiàn)，而低溫需耗費(fèi)大量能源，且不易小型化，所以該項(xiàng)技術(shù)正處于研究開發(fā)階段。

相變儲(chǔ)能是利用某些物質(zhì)在特定溫度下，通過相變來吸收或釋放能量，如冰蓄冷、水蓄熱儲(chǔ)能，可以應(yīng)用于中央空調(diào)等領(lǐng)域，是一種新興的儲(chǔ)能技術(shù)。

鋰電池儲(chǔ)能——技術(shù)趨近成熟、成本總體降低

鋰離子電池是目前市面上最常見的儲(chǔ)能技術(shù)，廣泛應(yīng)用于各種個(gè)人電子產(chǎn)品、行動(dòng)裝置乃至于電動(dòng)車之車載電池。通常我們說得的鋰電池指鋰離子電池，按照用途一般分為儲(chǔ)能鋰電池和動(dòng)力鋰電池。儲(chǔ)能鋰電池用于光伏或者UPS，內(nèi)阻比較大，充放電速度較慢，一般為0.5-1C，動(dòng)力電池一般用在電動(dòng)汽車上，內(nèi)阻小，充放電速度快，一般能達(dá)到3-5C，價(jià)格比儲(chǔ)能電池貴1.5倍左右。

能量密度、功率密度，安全性能、充電時(shí)間、耐環(huán)境的高低溫是評(píng)估鋰電池性能的五大指標(biāo)，目前我國在鋰電池技術(shù)上后四點(diǎn)已初步達(dá)標(biāo)，但在能量密度上需要進(jìn)一步精進(jìn)工藝，等待進(jìn)步。2017年3月1日，工信部、發(fā)改委、科技部和財(cái)政部四部委聯(lián)合印發(fā)了《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》，《方案》要求動(dòng)力電池關(guān)鍵材料及零部件取得重大突破。到2020年，正負(fù)極、隔膜、電解液等關(guān)鍵材料及零部件達(dá)到國際一流水平，上游產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)均衡協(xié)調(diào)發(fā)展，形成具有核心競爭力的創(chuàng)新型骨干企業(yè)。該方案對(duì)于電池比能量的要求勢必會(huì)引發(fā)新一輪高能量密度材料熱潮。

目前大熱的鈦酸鋰材料也值得關(guān)注。它可以替代石墨作為負(fù)極材料。雖然能量密度不高，但鈦酸鋰可以讓電池實(shí)現(xiàn)高倍率充放電，且安全性能優(yōu)異，循環(huán)壽命長。據(jù)悉，銀隆現(xiàn)在所研發(fā)的第四代高能量密度鈦酸鋰電池，與第三代相比成本下降40%，能量密度提高60%。業(yè)界樂觀預(yù)計(jì)，未來鈦酸鋰電池可能將與三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池形成三足鼎立的局面。

雖然鋰離子電池成本偏高是行業(yè)發(fā)展面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，但許多企業(yè)一直致力于提高鋰離子電池的性價(jià)比。據(jù)EnergyTrend分析師Duff（呂理舜）對(duì)鋰電池價(jià)格的分析結(jié)果，鋰電池的價(jià)格在17年第一、二、三季度都有少許漲勢，但總體而言，近年來隨著市場對(duì)鋰電池的需求持續(xù)擴(kuò)大，鋰電池的大規(guī)模量產(chǎn)，其成本正在逐年下降，目前的價(jià)格而言足以被商業(yè)化開發(fā)并廣泛利用。

此外，動(dòng)力鋰電池衰減到初始容量80%以下后，可以梯次利用到儲(chǔ)能領(lǐng)域，進(jìn)一步降低了儲(chǔ)能鋰電池的成本。

技術(shù)壽命，政策決定市場

光伏技術(shù)經(jīng)過長久的發(fā)展與進(jìn)步，主體技術(shù)框架以及其經(jīng)濟(jì)性已經(jīng)被廣泛認(rèn)可，在國家政策和市場的雙重助力下得到了較好的發(fā)展，與光伏技術(shù)不同，目前儲(chǔ)能技術(shù)還在持續(xù)突破的階段，國內(nèi)外技術(shù)差距還有縮小的空間，有磷酸鐵鋰電池到三元鋰電池，再到目前較火熱的鈦酸鋰材料，技術(shù)的變革時(shí)刻影響著鋰電池的成本與產(chǎn)業(yè)鏈平衡，因此投資者在大批量投入生產(chǎn)時(shí)不得不面對(duì)技術(shù)更新?lián)Q代的風(fēng)險(xiǎn)，一不小心就被甩了一個(gè)次元。

此外，不少企業(yè)仍在等待國家出臺(tái)補(bǔ)貼政策，如補(bǔ)貼光伏產(chǎn)業(yè)般對(duì)儲(chǔ)能行業(yè)進(jìn)行大范圍補(bǔ)貼，因此還處于觀望的姿態(tài)，事實(shí)上，無論是否會(huì)有補(bǔ)貼，搶先投入市場的企業(yè)勢必會(huì)搶占市場高地。