一文帶你了解鉛碳電池
眾所周知，儲能是智能電網、可再生能源接入、分布式發(fā)電、微網發(fā)展不可或缺的支撐環(huán)節(jié)，我國風能、太陽能發(fā)電等新能源發(fā)電技術應用已走在世界前列，但在風電、光伏發(fā)電等領域，由于缺少化學大容量儲能電池等儲能技術的支持，應用受到制約。
近年來，在政策的鼓勵和產學研各界的努力下，各類電池儲能技術不斷突破，形成了多種電池儲能技術并存，共同發(fā)展的喜人局面，這些儲能技術很可能在未來的電力系統(tǒng)中實現(xiàn)爆發(fā)式增長。今天我們就來一起聊一聊鉛碳電池。
鉛碳電池性能
鉛碳電池充電時間為鉛酸電池的八分之一，循環(huán)壽命為鉛酸電池的四倍以上，與鋰電池相比，也具有低溫性能好、成本低、生產及回收工藝成熟等優(yōu)勢，倍率性能也大大提高，鉛碳電池在儲能領域的產業(yè)化應用已經開始走向成熟。
中國科學院院士楊裕生認為憑借低成本、安全、原料易得、可靠、產業(yè)化技術成熟等顯著優(yōu)勢，鉛碳電池已經成功應用于城市微電網、風光儲能電站、風電路燈等系統(tǒng)，還能為各種電動汽車提供動能，是符合我國產業(yè)布局和制造水平的一種儲能電池。
鉛碳電池用途
鉛碳電池由于使用了鉛碳技術，鉛碳電池的性能遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池，可應用于新能源車輛中，如：混合動力汽車、電動自行車等領域；也可用于新能源儲能領域，如風光發(fā)電儲能等。鉛碳電池具有與傳統(tǒng)鉛酸電池相近的低廉價格優(yōu)勢及成熟的工業(yè)制造基礎，在各種應用領域有著極強的競爭力優(yōu)勢。
這種混合技術能夠在車輛加速和制動期間快速地輸出和輸入電荷，特別適合于微混合動力車的“停止一啟動”系統(tǒng)。鉛碳電池可以提高原來鉛酸蓄電池的功率，延長使用壽命。
鉛碳電池企業(yè)
雙登集團：作為較早進行鉛碳電池研發(fā)的企業(yè)之一，雙登集團在2009年就開始不斷在電池材料、合金配制、板柵結構、原料配比等方面進行研究調整，并研發(fā)出了高循環(huán)壽命的鉛碳儲能電池產品。
南都電源：南都電源在鉛碳電池的應用領域中同樣投入了大量的研發(fā)工作，其研發(fā)的鉛碳電池產品目前已被應用在多個國內儲能示范項目中，如東福山島風光柴儲能電站及海水淡化系統(tǒng)、新疆吐魯番新能源城市微電網示范工程、浙江鹿西島4MWH新能源微網儲能等。
圣陽股份：2014年6月，圣陽股份與日本古河電池株式會社簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同研發(fā)具有國際領先水平FCP鉛碳電池產品，目前已實現(xiàn)批量化生產，大幅度降低了全壽命期內電池的儲能度電成本。FCP鉛碳電池具有環(huán)保安全、壽命長、度電成本低等優(yōu)質性能，這也為圣陽股份在儲能領域的發(fā)展帶來了無法取代的競爭優(yōu)勢。
能寶電源：鉛碳超級電容電池是四川能寶結合電子科技大學超級電容器以及超級電容電池研究成果，通過十余年的技術開發(fā)，將鉛酸電池與非對稱超級電容器以內并聯(lián)的方式結合起來，發(fā)揮了超級電容高功率充電快的優(yōu)點，同時發(fā)揮了鉛酸電池的容量優(yōu)勢，擁有很好的充放電性能。由于特殊材料和工藝的使用，四川能寶開發(fā)的鉛碳超級電容電池有效抑制了負極板的硫酸鹽化和正極板的軟化，明顯改善了電池失效現(xiàn)象，顯著延長了電池的使用壽命，同等使用情況下壽命可達普通鉛酸電池的三倍以上（五年），同時具有動力強勁、充電速度快（1.5~2h）、-30~+65℃可正常使用、安全可靠、綠色環(huán)保等優(yōu)點，可取代傳統(tǒng)鉛酸電池應用于眾多領域。
鉛碳電池政策
近兩年來，國家對于儲能頻頻出臺利好政策，其中，提到鉛碳電池的政策也是有很多，我們一起往下看。
2016年4月7日
國家發(fā)展改革委國家能源局：《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）》
對于鉛碳電池其中提到：研究比能量>55Wh/kg，循環(huán)壽命>5000次（80%DOD）的鉛碳儲能電池技術。
2016年6月7日
國家能源局《關于促進電儲能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務補償(市場)機制試點工作的通知》
看好鉛碳電池和鋰離子電池儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)應用的爆發(fā)式增長。動力電池行業(yè)市場調查分析報告顯示，鋰電儲能盡管成本仍顯著高于鉛碳,但由于具備高能量密度和高倍率充放電能力的優(yōu)勢,在部分應用場合中,如需要高倍率充放電的“秒級/分鐘級調頻服務”、或是對設備占地面積較敏感的商業(yè)/居民儲能市場,仍具有不可替代的優(yōu)勢。
2016年6月20日
國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、國家能源局：《中國制造2025—能源裝備實施方案》
2016年8月5日
工信部《輕工業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》
新型節(jié)能型汽車起停型鉛蓄電池技術，極板連鑄連軋/沖網工藝、鉛蓄電池管式電極擠膏工藝技術，含重金屬廢氣高效處理技術，鉛碳電池技術，廢鉛蓄電池濕法冶煉技術，鉛蓄電池酸循環(huán)內化成技術。
鉛碳電池應用經典案例
1、典型案例：可再生能源平滑接入
系統(tǒng)由2MWp屋頂光伏，76KWp車棚光伏、10KW風機、充電樁、500/500KWh電池儲能系統(tǒng)(其中：250KW/250KWh鉛碳電池儲能系統(tǒng))組成，采用高效的變流及控制設備，以及先進的微電網能量管理系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)自動控制、保護和管理。該系統(tǒng)可以最大化利用分布式發(fā)電和發(fā)揮儲能系統(tǒng)最佳效能的控制指標，實施調整控制策略，實現(xiàn)與外電網的雙向互動和系統(tǒng)全自動化運行。
2、典型案例：負荷區(qū)削峰填谷
863先進能源技術領域智能電網重大課題六——高密度多接入點建筑光伏系統(tǒng)并網與配電網協(xié)調關鍵技術，由中科院電工所研究牽頭，中國電力科學研究院、天津大學、上海電力學院等多家科研機構和優(yōu)秀企業(yè)，歷時4年共同研發(fā)完成。課題依托20MW區(qū)域性高密度，多接入點建筑光伏示范項目，掌握并網穩(wěn)定控制、電能質量調節(jié)、系統(tǒng)安全保護、能量管理四方面的關鍵技術和核心設備，形成高密度建筑光伏系統(tǒng)與配電網協(xié)調運行的技術體系，為我國大規(guī)模推廣區(qū)域分布式并網發(fā)電系統(tǒng)提供技術支持。
作為課題關鍵考核指標的電池儲能系統(tǒng)，選用了圣陽電源FCP鉛碳儲能電池(1MW/500KWh)、管式膠體電池集裝箱式儲能系統(tǒng)(1MW/500KWh)，模塊化的設計，實現(xiàn)了儲能系統(tǒng)的集成化、集約化，分布式接入儲能容量達1MWh，最大輸出功率達2MW。
3、典型案例：微電網儲能
上海電力學院智能微電網示范與研發(fā)中心建設工程是上海電力學院085工程重點建設項目,該項目位于上海電力學院楊浦北校區(qū)(長陽路2588號)，將充分利用校園內的樓頂以及空曠地帶，安裝一定容量的光伏發(fā)電與風力發(fā)電系統(tǒng)，并接入微型燃氣輪機、儲能裝置、電動汽車充電站、模擬柴油發(fā)電系統(tǒng)，與大電網一起為校園內負荷供電，工程計劃建設光伏222.75kW，風電10kW，微型燃機55kW，模擬柴發(fā)50kW，接入負荷208kW，儲能系統(tǒng)規(guī)模300KW(其中：100KW/500KWh鉛碳電池儲能系統(tǒng))，另外在研究生宿舍樓建設智能用電系統(tǒng)實現(xiàn)智能用電雙向互動。
鉛碳電池未來前景
盡管鉛碳電池在技術、應用等方面已經得到較快發(fā)展，但其依然有許多需要改進的地方。相關方案政策中也明確提出了鉛碳電池的技術攻關目標，這些攻關目標同時也為企業(yè)指明了鉛碳電池的技術研發(fā)方向。未來，掌握這些突破性技術，相信鉛碳電池也將在儲能領域大展拳。
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