VISION三瑞蓄電池CP12170E
電池儲能技術(shù)問題與發(fā)展建議
 2019年4月13日，化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會與全國微電網(wǎng)與分布式電源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會、*電工研究所儲能技術(shù)組、科華恒盛股份有限公司四家單位聯(lián)合主辦的"首屆全國儲能技術(shù)與綜合能源服務(wù)高層研討會"在福建廈門宸洲洲際酒店召開，來自電力公司、電科院、設(shè)計院、系統(tǒng)集成商、地方經(jīng)信委、投資機(jī)構(gòu)等230余人參加了本次會議。
本次研討會旨在推動儲能與綜合能源系統(tǒng)多環(huán)節(jié)技術(shù)與商業(yè)模式創(chuàng)新，持續(xù)提升客戶需求響應(yīng)能力與業(yè)務(wù)整體盈利能力。
 *電工研究所儲能技術(shù)研究組組長、研究員陳永翀在會議期間分享了主旨報告《電池儲能技術(shù)問題與發(fā)展建議》，以下是他的發(fā)言原文：

    我很高興有這樣的機(jī)會和大家探討四個方面的問題：
1
儲能電池技術(shù)應(yīng)用場景的多元化；
2
電池類型多元化；
3
技術(shù)內(nèi)涵多元化；
4
發(fā)展目標(biāo)的多元化。

VISION三瑞蓄電池CP12170E
  我們先看大致的產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景。首先，2017年是發(fā)展儲能的共識之年，在這之前關(guān)于要不要發(fā)展儲能存在很多爭議。2017年《關(guān)于促進(jìn)儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》出臺是一個標(biāo)志，標(biāo)志著儲能春天的來臨，2018年以及的儲能項目迅速發(fā)展。其次，發(fā)展儲能的核心是促進(jìn)可再生能源消納，在近5年光伏風(fēng)電發(fā)電成本快速下降，以及由于新能源汽車帶動動力電池的成本下降，使得儲能在原來一些缺乏競爭力的領(lǐng)域開始具備競爭力，儲能的多重價值逐漸被體現(xiàn)。第三，儲能春天已經(jīng)來臨，春天是萌芽、開花的季節(jié)，但是儲能蓬勃發(fā)展的夏季還沒有到來。現(xiàn)在各類儲能技術(shù)，包括物理儲能、電化學(xué)儲能、化學(xué)儲能和儲熱蓄冷已經(jīng)紛紛開展示范和商業(yè)應(yīng)用，在應(yīng)用中展現(xiàn)了儲能的優(yōu)勢，同時也發(fā)現(xiàn)了不少問題。尤其是電化學(xué)儲能技術(shù)，應(yīng)該說距離"低成本、長壽命、高安全、易回收"的總體目標(biāo)還有相當(dāng)?shù)牟罹啵写夹g(shù)創(chuàng)新和突破。

     儲能有六大應(yīng)用場景，可再生能源并網(wǎng)，電網(wǎng)輔助服務(wù)，電網(wǎng)輸配，分布式及微網(wǎng)，用戶側(cè)，以及一個非常特殊的用戶側(cè)：電動汽車VEG模式的供能系統(tǒng)。儲能應(yīng)用場景很多，大致可以分類儲能的三大作用：，平滑間歇性電源功率波動，這樣的場景需要功率型儲能技術(shù)；第二，減小峰谷差，提高電力系統(tǒng)效率和設(shè)備利用率，這種場景下大部分需要容量型儲能技術(shù)；第三，增加備用容量，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定性和供電質(zhì)量，這個需要的是UPS備用型的儲能技術(shù)。當(dāng)然還有第四類復(fù)合型的應(yīng)用，尤其是電網(wǎng)側(cè)應(yīng)用，參與調(diào)峰調(diào)頻和緊急備用，我們稱它為復(fù)合型或者是能量型的儲能技術(shù)。所以說，儲能的應(yīng)用場景是多元的。

  因此，我們可以從應(yīng)用要求反推儲能電池的類型也可以分為四大類：容量型儲能電池，功率型儲能電池，能量型儲能電池，以及備用型儲能電池。根據(jù)電池使用的功率容量比值做一個區(qū)別，有利于我們發(fā)展不同類型的儲能電池技術(shù)。尤其是備用型儲能電池。目前來看動力電池的梯級利用從大到小是*可能的，但是從小到大還是面臨非常大的難度，它的一致性、安全性問題，以及成本面臨非常大的挑戰(zhàn)。但是，將動力電池梯級利用在一些備用型的儲能場景還是有可能的。所謂備用型儲能，可能一年的充放電次數(shù)也就那么幾次，而不是每天都要進(jìn)行充放電。

  我們經(jīng)常會談到儲能技術(shù)，尤其是儲能電池技術(shù)。那么，到底什么是儲能電池技術(shù)，它的技術(shù)內(nèi)涵是什么？我總結(jié)了一下，儲能電池技術(shù)應(yīng)該包括六大內(nèi)涵。
1
材料技術(shù)，這是基礎(chǔ)。但是對于儲能電池來說，我特別想強(qiáng)調(diào)材料性能，尤其實驗室研究的材料性能，跟實際的到未來做成大電池、進(jìn)行儲能應(yīng)用的電池性能相差還是非常大的，所以千萬不能把實驗室材料性能等同于儲能電池的性能，更不能等同于儲能電池系統(tǒng)的性能。
2
結(jié)構(gòu)技術(shù)。相對消費(fèi)類小電池來說，儲能場景要求大功率、大容量。因此，未來儲能電池的研發(fā)要充分考慮電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部結(jié)構(gòu)的融合設(shè)計，通過一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新發(fā)展減輕外部系統(tǒng)面臨的成本和安全性的壓力，這是未來儲能電池結(jié)構(gòu)技術(shù)研究的重要方向。希望我們的儲能電池能夠由"嬌小富貴"變成結(jié)實耐用的"傻大笨粗"，以滿足電力系統(tǒng)的實際場景需求。
3
制造技術(shù)。尤其是鋰離子電池，它的制造技術(shù)來源于以前的磁帶技術(shù)，采用粘接薄膜電解結(jié)構(gòu)，需要高精度的、非常復(fù)雜的、幾百道的制造工序。未來如果想降低制造成本，還需要結(jié)合電池的結(jié)構(gòu)技術(shù)創(chuàng)新，讓整個制造環(huán)節(jié)變得簡單，不要往復(fù)雜化方向發(fā)展。
4
應(yīng)用技術(shù)。儲能電池應(yīng)用技術(shù)就是電力系統(tǒng)經(jīng)常提到的、狹義上的電池儲能技術(shù)，包括系統(tǒng)集成技術(shù)，BMS，PCS與EMS。應(yīng)用技術(shù)非常重要，需要針對不同的應(yīng)用場景開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用技術(shù)，積累應(yīng)用數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用問題，評估應(yīng)用經(jīng)濟(jì)。未來應(yīng)該會出現(xiàn)以應(yīng)用技術(shù)開發(fā)為核心的獨(dú)立的儲能電池系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)商，負(fù)責(zé)儲能系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)劃、租賃運(yùn)維和報廢回收，并與保險公司合作，承諾負(fù)責(zé)系統(tǒng)的使用壽命和運(yùn)行安全。
5
再生技術(shù)。我們的消費(fèi)類電池，壽命有三到五年就可以了，因為三到五年我們手機(jī)也要更換，電池壽命再長也沒有多大意義。但是，電力系統(tǒng)對于電池儲能系統(tǒng)要求十年甚至二十年以上的壽命要求，而十年對于我們電池來說幾乎是現(xiàn)有技術(shù)的一個天花板。因此未來儲能系統(tǒng)運(yùn)行過程中，可能還需要開發(fā)新型的電池再生技術(shù)，延長儲能電池的應(yīng)用使用壽命。當(dāng)電池使用一段時間后，可以通過正負(fù)極材料表面SEI膜原位修復(fù)、電解液的補(bǔ)充和更換等方式對電池性能進(jìn)行再"激活"，延長儲能鋰電池的實際日歷使用壽命。例如，鋰漿料電池的漿料厚電極形態(tài)賦予了其在使用期進(jìn)行在線再生的可能性。
6
回收技術(shù)，這點(diǎn)非常重要。包括廢舊電池的更換處理技術(shù)、安全運(yùn)輸技術(shù)、回收處理技術(shù)和資源再利用技術(shù)。鋰電池的回收流程和技術(shù)還不成熟，需要與材料技術(shù)和結(jié)構(gòu)技術(shù)相結(jié)合，發(fā)展方便回收再生的新型儲能電池技術(shù)，在產(chǎn)品設(shè)計方面加以創(chuàng)新改進(jìn)，從生產(chǎn)端提前考慮電池回收處理的環(huán)節(jié)，以實現(xiàn)儲能鋰電池產(chǎn)業(yè)的資源可持續(xù)發(fā)展，這一點(diǎn)具有重要的戰(zhàn)略意義。這兩天協(xié)會正在帶著世行專家去考察現(xiàn)有的電池回收情況。包括更換處理、安全運(yùn)輸、報廢回收以及資源再利用。我們知道報廢電池的危險性比新電池的危險性高，電池報廢以后怎么運(yùn)回基地，有沒有可能開發(fā)創(chuàng)新的技術(shù)？在電池報廢前進(jìn)行安全處理，使它不可能燃燒爆炸，這是儲能電池面臨的新課題。

     所以說儲能電池的技術(shù)內(nèi)涵非常豐富，這六大技術(shù)內(nèi)涵需要我們從各個方面進(jìn)行突破，而不僅僅是材料技術(shù)的突破。

     后會議總結(jié)：
1
以需求為導(dǎo)向，要根據(jù)不同應(yīng)用領(lǐng)域的實際需求發(fā)展相適應(yīng)的儲能技術(shù)，低成本、長壽命、高安全、易回收是儲能電池技術(shù)發(fā)展的總體目標(biāo)。
2
 未來需要創(chuàng)新，而且不僅僅是材料創(chuàng)新，還包括結(jié)構(gòu)技術(shù)、制造技術(shù)、修復(fù)技術(shù)、回收技術(shù)，以及應(yīng)用技術(shù)的創(chuàng)新，有很多的研發(fā)工作要做。
3
盡管有各種各樣的新型技術(shù)在實驗室出現(xiàn)，在實際應(yīng)用中，近五年，針對不同儲能應(yīng)用場景進(jìn)行創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計的專門的大容量，大功率的儲能鋰電池將得到廣泛的應(yīng)用。儲能從促進(jìn)可再生能源消納到降低可再生能源利用成本，任重道遠(yuǎn)，還有很長的路要走。