Vol.19，No.3 May，2017 POWER DSM |电力储能领域铅炭电池储能技术进展廉嘉丽1，王大磊2，颜杰1，王康丽2，程时杰2，蒋凯1,2(1.华中科技大学 材料成型与模具技术国家重点实验室，武汉430074；2.华中科技大学 强电磁工程与新技术国家重点实验室，武汉430074 )DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2017.03.005The progresses of lead carbon battery technology for grid⁃scale energy storageLIAN Jia⁃li1,WANG DA⁃Lei2, YAN Jie1,WANG Kang⁃li2,CHENG Shi⁃jie2,JIANG Kai1,2(1. State Key Laboratory of Material Processing and Die & Mould Technology, Huazhong University of Science andTechnology, Wuhan 430074, China;2. State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering andTechnology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)摘要：储能是高效利用可再生能源和构建智能电网的关键技术。与传统铅酸电池相比，铅炭电池在安全性、经济性和循环性等方面具有明显优势，因而在电力储能领域具有广阔的应用前景。介绍了铅炭电池的发展历程和工作原理，进而从安全性能、度电成本、循环寿命和比能量4个方面与铅酸电池进行对比。阐述了铅炭电池储能技术在储能领域的应用现状，并对铅炭电池目前存在的问题和改进方向进行归纳和总结。关键词：储能；铅炭电池；铅酸电池；循环寿命为了缓解能源和环境危机，我国大力发展可再生能源发电和智能电网技术。然而，利用风能、太阳能等可再生能源发电会不可避免地遭受外部环境的干扰，使其输出功率呈现周期性、间歇性和波动性等特征，容易造成系统电能质量过低甚至安全性问题，难以满足负荷侧的用电需求［1］。借助电池储能技术，不仅能够增强电网消纳可再生能源的能力，还能够减小负荷峰谷差，降低供电成本，提高系统稳定性，预防用户停电，最终实现电力需求侧的有效管理［2］。因此，电池储能技术在大规模储能领域具有强大的应用潜能。目前电化学储能分为铅酸电池、铅炭电池、锂离子电池、钠硫电池和液流电池等几大类型［3］。其中铅酸电池因其历史悠久、工艺成熟和成本低廉，在储能系统中应用广泛［4］。铅酸电池储能系统最初建立于德国，成功实现电力调峰和电网调频；美国自 1987 年以后陆陆续续在各州建立起十几个不同规模的铅酸电池储能系统，分别用于削峰填谷，改善电能质量，提高能源利用率，充当后备电源等方面。中国在河北省张北县和温州市洞头县也建成2个铅酸电池储能系统，提高电网可靠性并加强需求侧能量管理。电网等储能应用场合在系统安全性、可靠性和用户侧需求方面具有特定的标准，这就对所用电池的功率密度、使用寿命和成本提出了较高的要求。铅酸电池容易产生正极板腐蚀，负极硫酸盐化等现象，导致其循环寿命较短，严重限制了电池在分布式发电、电动汽车等储能领域的应用和发展［5］。而与铅酸电池相比，铅炭电池的比功率、循环性能和倍率性能均有显著提高，意味着其在储能市场拥有巨大的潜力［6］。1铅炭电池的出现背景和原理1859 年，法国的 G.plante 首次发明制备了铅酸蓄电池，迄今已有 160 年的发展历史。铅酸电池由于具有工艺成熟、成本低廉、回收利用率高和自放电低等优点，目前在市场中占据一半的比例。但是，在高倍率部分荷电状态下铅酸电池负极存在严重的硫酸盐化现象，这将导致电池循环寿命缩短，严重制约其发展［7］。超级电池的重要意义在第 12 届亚洲蓄电池会议中被重点强调，引起各界人士的广泛关注［8］。超级电池其实是将铅酸电池的负极与超级电容器的文章编号：1009-1831（2017）03-0021-05Abstract：Energy storage is a critical technology for the devel⁃opment of renewable energy sources and smart grids. The lead car⁃bon battery shows the excellent performance in the safety, economyand cycle performance, which has a broad prospect in energy storageapplications compared to conventional lead-acid battery. Th...
