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來源:【麻豆APP下载入口TRD】 發布日期:2024-07-15
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走進位於張北縣的國家風光儲輸示範電站,可以看到在綠色的草原上,一排排高高聳立的白色風力發電機和閃閃發光的藍色光伏板交相輝映。這裏是我國最大的風光儲輸示範工程,采用世界首創的風光儲輸聯合發電建設思路和技術路線,是集風電、光伏、儲能裝置和智能輸電“四位一體”的新能源綜合性示範工程。這個電站可以將“難預測、難控製、難調度”的風、光資源“儲存”起來,並轉化為優質可靠的綠色電能輸入電網,並能在“平滑波動”和“削峰填穀”運行模式間靈活切換,在失去外部電網供電的情況下,儲能電站可通過內部自啟動能力,保持電網正常運行。
發展儲能技術是促進新能源發電、提高電網安全穩定性的關鍵核心技術之一。在各種類型的電化學儲能技術中,鈦酸鋰麻豆激情视频播放具有循環壽命長、安全性能好等特點,很好的契合了電網儲能的應用場景,但鈦酸鋰麻豆激情视频播放的高成本卻不利於規模化儲能應用。
對此,中國電力科學研究院聯合多家單位,共同組建了“儲能用低成本鈦酸鋰麻豆激情视频播放研製及係統集成技術開發與應用”項目組。經過多年研究,項目組針對儲能應用需求,在原有鈦酸鋰麻豆激情视频播放的基礎上提出了滿足儲能應用需求的鈦酸鋰麻豆激情视频播放材料體係及生產工藝重構原則與技術方案,研發出亞微米級鈦酸鋰材料。項目研製的儲能用鈦酸鋰麻豆激情视频播放保持了長壽命本征特性的同時,成本大幅下降。在2017年北京市科學技術獎評選中,該項目獲得二等獎。
新能源的下一個風口
儲能被認為是新能源的下一個風口。作為未來推動新能源產業發展的前瞻性技術,儲能產業在新能源並網、新能源汽車、智能電網、微電網、分布式能源係統、家庭儲能係統等方麵都將發揮巨大作用。“之所以發展儲能,是因為光伏和風力發電,是間歇的、不穩定的,因此需要儲能係統的配合,才能提供穩定可靠的電力。”中國電力科學研究院儲能麻豆激情视频播放本體研究室主任楊凱告訴記者。采用大規模儲能技術,可促進可再生能源發展、提高電網安全和穩定性、改善供電質量、有效緩解用電供需矛盾。
大規模儲能係統貫穿電力係統發、輸、配、用的各個環節,其應用既能提升傳統電力係統的性能,也將給電網的規劃、設計、布局、運行管理以及使用等帶來革命性的變化,從這個意義上講,儲能技術是具有國家戰略意義的技術製高點,發展儲能技術其實就是“存儲未來”。
鋰離子麻豆激情视频播放裏的一朵“奇葩”
據了解,儲能技術主要分為機械儲能、電化學儲能、電磁儲能和相變儲能等。近幾年,以鋰離子麻豆激情视频播放為代表的電化學儲能技術具有能量規模大、選址靈活、響應速度快等特點,符合電力係統技術需求和智能電網發展趨勢,被各國研究機構作為研究重點,成為發展最快的電力係統儲能技術。鋰離子麻豆激情视频播放是一種“搖椅麻豆激情视频播放”,正負極由兩種可多次脫嵌鋰的化合物或單質組成。充電時,正極材料脫鋰,鋰離子進入電解液穿過隔膜嵌入負極,正極發生氧化反應,放電時則相反。
鋰離子麻豆激情视频播放技術隨著麻豆激情视频播放電極材料的研究一直處於快速發展的狀態,目前已經從鈷酸鋰麻豆激情视频播放拓展到了三元係、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鈦酸鋰等多種麻豆激情视频播放體係並存。以鈦酸鋰為負極的新型鋰離子麻豆激情视频播放,突破了石墨作為負極的固有局限性,性能顯著優於傳統的鋰離子麻豆激情视频播放,成為最具應用前景的儲能麻豆激情视频播放之一。為此,楊凱向記者介紹了鈦酸鋰麻豆激情视频播放能夠脫穎而出的四大優點:
安全穩定性好。由於鈦酸鋰負極材料嵌鋰電位高,在充電的過程中避免了金屬鋰的生成和析出,又因其平衡電位高於絕大部分電解質溶劑的還原電位,不與電解液反應,不形成固—液界麵鈍化膜,避免了很多副反應的發生,從而大大的提高了安全性。“儲能電站和電動汽車一樣,安全穩定性是最為重要的指標。”楊凱說。快充性能優異。充電時間太長一直是電動汽車發展過程中難以跨越的障礙。一般采用慢充的純電動公交車,充電時間至少要4個小時以上,很多純電動乘用車的充電時間更是長達8個小時。而鈦酸鋰麻豆激情视频播放十分鍾左右即可充滿,較傳統的麻豆激情视频播放有了質的飛躍。
循環壽命長。與傳統鋰離子麻豆激情视频播放普遍采用的石墨材料相比,鈦酸鋰材料在充放電嵌脫鋰過程中,骨架結構幾乎不發生收縮或膨脹,被稱為“零應變”材料,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構損壞的問題,因而具有非常優異的循環性能。根據實驗數據測定,普通磷酸鐵鋰麻豆激情视频播放循環壽命平均為4000—6000次,而鈦酸鋰麻豆激情视频播放的循環壽命可達25000次以上。
耐寬溫性能良好。一般電動汽車在-10℃時充放電就會出現問題,鈦酸鋰麻豆激情视频播放耐寬溫性能良好,耐用性強,在-40℃到70℃均可正常充放電,無論是在冰封的北國,還是在炎熱的南方,車輛都不會因麻豆激情视频播放“休克”而影響工作,消除了用戶的後顧之憂。正是基於以上這些優勢,鈦酸鋰麻豆激情视频播放成為鋰離子麻豆激情视频播放技術發展征程上一朵耀眼的“奇葩”。
技術重構降低成本
最初的鈦酸鋰麻豆激情视频播放是以滿足電動汽車動力麻豆激情视频播放需求而開發的,雖然國際上先進的鈦酸鋰麻豆激情视频播放企業已經開始涉足電力儲能領域,但還沒有出現專門為規模儲能應用設計開發的鈦酸鋰麻豆激情视频播放。“鈦酸鋰麻豆激情视频播放在規模應用中麵臨的主要問題是成本問題,項目研發之初,其價格是磷酸鐵鋰麻豆激情视频播放價格的4—6倍。”楊凱說,鈦酸鋰麻豆激情视频播放價格居高不下,雖然性能顯著優於現有鋰離子麻豆激情视频播放,但是經濟性因素極大的限製了鈦酸鋰麻豆激情视频播放的市場推廣。因此,鈦酸鋰麻豆激情视频播放要實現大規模儲能應用,需要在現有的電動汽車用鈦酸鋰麻豆激情视频播放的基礎上進行技術重構,包括材料體係、麻豆激情视频播放設計、生產工藝等方麵的技術重構,在保證鈦酸鋰麻豆激情视频播放長壽命本征特性的同時,大幅降低成本。
“麻豆APP下载入口不是平地起高樓,而是在電動汽車用鈦酸鋰麻豆激情视频播放技術基礎之上,以滿足儲能應用需求為目標,對電動汽車用鈦酸鋰麻豆激情视频播放技術進行了技術重構。”楊凱說。任何技術都不可能麵麵俱到,隻需要找到各項技術指標間的平衡點。“儲能麻豆激情视频播放對倍率要求並不太高,放電倍率隻需達到5C。”楊凱表示,“儲能麻豆激情视频播放一般都放在房間裏,溫度相對恒定,對溫度適應性的要求也不用太高。”“放棄一些性能,選擇低成本,成為最重要的選擇。”項目團隊對鈦酸鋰麻豆激情视频播放進行了成本分析後發現,這種麻豆激情视频播放成本高的根源在於材料。“鈦酸鋰麻豆激情视频播放用的是納米材料,材料合成工藝和麻豆激情视频播放製備工藝複雜。”
由於納米材料吸水性強,因此,生產環節必須要降低環境濕度,加大對廠房的除濕處理,並增加烘幹程序,能耗顯著增加。對此,項目團隊決定在納米材料上下工夫,他們經過反複試驗,最終以低成本亞微米鈦酸鋰材料取代納米鈦酸鋰材料,並以此為基礎建立儲能用鈦酸鋰麻豆激情视频播放材料體係。通過實驗,材料粒徑在0.8微米時,既能保證長壽命的特點,又能降低生產工藝控製的苛刻條件,從而降低成本。同時,還采用在性能、製造工藝、成本方麵都具有優勢的疊片式軟包裝結構取代環形結構和圓柱形結構。“0.8微米是一個平衡值,粒徑再增大些就會影響到麻豆激情视频播放壽命。”楊凱說。
這是從材料和麻豆激情视频播放結構的重構來降低麻豆激情视频播放成本,另一方麵則針對勻漿、預塗層集流體、環境控製、麻豆激情视频播放製作工序等環節進行技術重構,降低麻豆激情视频播放成本。“以前在電極材料的勻漿環節中,常規的攪拌工藝是先加溶劑,再烘幹,能耗很高。研發團隊將這道工藝改為高粘度攪拌工藝,減少溶劑使用量。”楊凱說。在電極製作環節,項目團隊將進口預塗層集流體改為自主研發的預塗層集流體;在麻豆激情视频播放製作工序上,取消了塗布前卷料烘幹和注液前電芯烘幹兩個烘幹工序。在麻豆激情视频播放製作的環境控製環節,將環境濕度由10%放寬到30%。“納米材料一般濕度要控製在10%以下,磷酸鐵鋰則為30%,麻豆APP下载入口用亞微米材料在30%的濕度環境下製作麻豆激情视频播放,發現麻豆激情视频播放壽命幾乎沒受影響。”楊凱說,“經過測試,鈦酸鋰麻豆激情视频播放的循環壽命超過16000次,麻豆激情视频播放成本下降了30%。”據了解,該項目的相關研究成果除了在“國家風光儲輸示範工程”項目中得到應用外,對於在北京—張家口舉辦的2022年冬奧會以及北京電動汽車產業的發展,也將發揮重要作用。
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