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太湖能谷35亿元铅碳电池产能项目完成备案
近日，广东一个投资35亿元的AGM铅碳电池产能项目完成备案。 据广东省储能备案项目数据，11月16日，仁化县20GWh大规模储能用AGM铅碳电池智造项目完成备案，该项目总投资351918.7万元，项目将在韶关市仁化县周田镇产业转移工业园太湖能谷选址地块一落地，拟于明年1月开工建设。项目备案单位仁化县云太能源科技有限公司，为长兴太湖能谷科技有限公司（以下简称“太湖能谷”）全资子公司。 除了11月完成备案的仁化县20GWh铅碳电池产能项目，今年下半年太湖能谷子公司广州能谷科技有限公司于广州、佛山、中山、韶关等地的多个AGM铅碳电池独立储能项目也已完成备案，总备案规模达700MW/2800MWh，总投资超43亿元。 据备案项目数据，太湖能谷将在广东投建的铅碳电池独立储能及产能项目，总投资额已超78.5亿元。 太湖能谷成立于2016年，是一家以铅碳电池储能系统为起点，全场景布局的智慧储能智慧能源平台。太湖能谷目前业务以铅碳电池数字化管理技术、铅碳电池系统集成、电站投建为主。太湖能谷提出以电池全生命周期数字化管理技术提升铅碳电池循环寿命，其铅碳电池解决方案已广泛应用于浙江、江苏、上海等地，覆盖珠三角、华中地区和三北地区新能源基地；并已与国家电投、南方电网、华能集团、中国移动、中国铁塔等多家央企国企建立战略合作关系。据今年3月份公开数据，太湖能谷建成投运储能电站超1GWh，洽谈项目近40GWh。近日，太湖能谷也完成数亿元C轮融资。 太湖能谷与国家电投等公司联合投建的多个铅碳储能电站已投运，涵盖发电侧、电网侧、用户侧项目。如2023年5月并网的江苏长强钢铁厂25.2MW/243.3MWh用户侧储能项目，是目前单体最大的用户侧铅碳电池储能项目；闻名的湖州综合智慧零碳电厂“和平共储”项目，该电站容量达到100MW/1061MWh，是目前世界上规模最大的铅碳储能电站。项目由国家电投集团浙江新能源有限公司（50%）、安徽吉电新能源有限公司（40%）、长兴太湖能谷科技有限公司（10%）共同出资建设运营。什么是铅碳电池？ 传统铅酸电池的最大问题在于在大电流，长时间服役后出现负极硫酸盐化效应，使材料发生失效、容量骤降。普通铅酸电池的负极活性材料是铅(Pb)，而在铅碳电池中，负极从纯Pb变成了具有双电层电容特性的碳材料（C）+电池特性海绵铅（Pb）混合组成的双功能复合负极，即铅碳（Lead-carbon）负极，再与PbO₂正极匹配组装，即组成了铅碳电池。总体来说，铅碳电池的变化主要出现在负极上，电极液、正极等方面的变化并不大。铅碳电池通过加入碳，有效抑制负极的硫酸盐化趋势，使得电池寿命明显提升。AGM（超细玻璃纤维棉隔板）铅碳电池 据测算，目前铅碳电池储能的建设成本约0.8-1元/Wh，整体运营度电成本约在0.2~0.3元/kWh。未来考虑铅碳电池的可回收性、寿命的延长，整体运营度电成本还有下降空间。 目前而言，铅碳电池的核心竞争力在于低廉的成本以及较好的寿命，在大型储能、低速电动车、电动自行车等领域将成为锂电、液流等电化学电池的强劲对手。 铅碳电池在空间宽裕、成本要求高的场景竞争优势更大，相对而言其一次投资成本较低。铅碳电池在新能源配储、独立共享储能的应用极具潜力。 新型电力系统对储能功率、时长、响应时间等呈现多样化的需求，各种储能技术路线兼收并蓄是大势所趋，储能技术也逐渐呈现多种类型协同发展的格局。在复杂多变的应用场景、容量规模、空间条件、成本敏感性等不同条件下，目前还没有一种储能技术能通吃。现阶段，铅碳电池仍具有良好的竞争力，可以更多关注铅碳电池在独立储能的落地应用。
来源：能源电力说
国内钠离子电池赛道升温 200+企业开启赛道“搏杀季”
今年以来，钠电池产业链各环节量产产能均有不同程度落地，钠电应用项目也取得越来越多的突破性进展，不断推动钠离子电池加速迈向规模化应用。装车加速，国内钠离子电池赛道升温 两轮车领域，今年3月，雅迪科技集团携手旗下华宇钠电新能源，发布雅迪·华宇第一代钠离子电池“极钠1号”，以及首款装配钠离子电池的两轮电动车“极钠S9”；8月，华阳集团与新日公司合作生产的全球首批商业化钠离子电池电动两轮车发布；10月，华钠芯能完成100组电动两轮车钠电池组订单交付科达新能源。 储能领域，今年3月，世界首个钠离子电池储能电站项目于江苏常州启用，储能容量30kW/100kWh；10月，国电投总投资50亿元的新型钠离子电池及储能项目签约落地无锡；比亚迪、鹏辉能源等企业配套的钠电池示范项目纷纷落地…… 乘用车领域，今年6月，江铃汽车与孚能科技共同合作开发的钠电池车型、奇瑞汽车与宁德时代共同合作开发的钠电池车型，均入选国家工信部第372批新车公告；4月，宁德时代宣布其钠离子电池将首发落地奇瑞车型；2月，中科海钠联合江淮集团，推出国内首台钠离子电池试验车——思皓EX10花仙子A00级新能源乘用车。 基于钠电池在低速交通、储能等领域广阔的应用前景，且受到政府青睐与资本市场追捧，我国钠电池完整的产业链正加速形成。产业链完善与企业扩产形成共振，将进一步催热钠电池赛道。 据电池中国不完全统计，目前已有宁德时代、孚能科技、比亚迪、中科海钠、传艺科技、钠创新能源、众钠能源、立方新能源、鹏辉能源、派能科技、华宇钠电新能源、中比新能源等，超200家企业竞逐钠电池赛道。产业化风口来临 据浙商证券预计，2025年我国钠电需求总量将达到88GWh，2030年钠电需求将达到378GWh。《中国钠离子电池行业发展白皮书（2023年）》也预测：2030年钠离子电池的实际出货量将达347.0GWh，届时最大的应用领域将是储能。 业界普遍认为，钠离子电池大规模市场化应用势在必行。原因在于：一方面发展钠离子电池具有重要战略意义，国内钠资源储量丰富，降低过度依赖单一供应链的风险，能有效解决锂离子电池“卡脖子”难题；另一方面钠离子电池和锂离子电池工作原理相似度高，90%以上工艺设备可通用，且在性能方面兼具安全性、低温、快充性能等优势，未来能更好满足细分市场差异化和多元化需求。 钠离子电池与同类技术对比来看，相较于铅酸电池，在能量密度、循环次数、成本等方面均具有优势，有望率先替代铅酸电池，应用于电动两轮车等细分市场；相较于磷酸铁锂电池，在原材料成本、安全性、低温表现等方面具有优势，或将对磷酸铁锂电池形成部分替代，率先打开储能场景的应用空间，并逐步切入A00级、A0级等纯电动汽车市场。 我国钠离子电池研发应用进程与其他国家对比来看，已走在世界前列。专利布局方面，截至去年年底，全球钠离子电池领域有效专利总计为9862项，其中5486项来自中国，占比约为56%。我国在正极材料专利布局方面同样领先，如中科海钠掌握铜基层状氧化物核心专利，已在中国、日本、美国、欧盟获得授权。 产能建设方面，目前我国多家企业已规划GWh级别产能，如传艺钠电目前已具备4.5GWh产能；中科海钠2023年阜阳产线计划扩产至3-5GWh；孚能科技已将其赣州工厂部分三元电池产能改造为钠离子电池产能，具备量产条件。据统计，今年上半年，我国钠离子电池规划产能超120GWh。 资本投入方面，我国钠离子电池行业不断斩获资本青睐，据统计，2022年我国钠离子电池产业链投融资总额约为200亿元；今年1-7月，已超过500亿元。在产业端和资本端的双重加持下，我国钠离子电池已初步形成产业化。仍需在技术、成本、产业链等方面不断改善 虽然钠电产业化元年已至，但同时也应看到，由于产业发展尚处于早期阶段，仍存在比较突出的问题。一方面在核心技术路线未定、供应链准备不充分、生产工艺不成熟、规模效应缺乏等多重因素影响下，钠电池成本优势暂未显现；另一方面，当前钠离子电池能量密度偏低（100Wh/kg-150Wh/kg）、循环性能较差（约2000次）等问题，也对其商业化应用场景的拓展造成一定影响，需要全产业链协同合作，进行持续迭代升级。
来源：CBEA电池中国
格力钛新能源获锂电池行业内发明专利“首金”
第75届德国纽伦堡国际发明展在德国隆重举办，格力钛新能源“一种钛酸锂复合材料及其制备方法、负极片及锂离子电池”技术斩获金奖，继获得中国专利金奖后再度摘金，是新能源行业获得金奖的少数企业之一。 格力钛新能源又双叒叕获金奖啦！在第二十三届中国专利奖中，这项专利技术摘得锂电池行业内的发明专利“首金”，这次再次摘得国际“金奖”到底有什么实力？这项技术是什么？ “一种钛酸锂复合材料及其制备方法、负极片及锂离子电池”专利技术，从本质上提升电池的安全性能，同时突破大倍率充放电与长循环寿命不可兼顾的技术瓶颈，对扩大锂电池产品在新能源领域的应用范围具有重要意义及显著社会效益。这项技术突破了什么？ 格力钛自主研发的介孔微球钛酸锂材料自晶化构建技术形成纳米颗粒构筑10nm介孔的独特中空微球形貌，所制备钛酸锂材料倍率性能突出进一步适宜大倍率工况、大幅度提升电池安全性能，应用该专利技术制备的格力钛电池经过尖针穿刺、电钻冲孔、利锯切割等破坏性测试，均未见冒烟起火、燃烧爆炸等现象。这项技术攻克了什么？ 传统锂离子电池存在大倍率充放电与长循环寿命不可兼顾的问题，对确保电网平稳运行和电力可靠供应。带来巨大挑战格力钛通过本次金奖专利技术首创一种新型的高导电率钛酸锂复合材料不仅可实现动力电池6分钟充满电，更可做到倍率循环寿命，是传统锂离子电池的6~8倍。在4C充放电条件下，循环寿命超过16000次。这项技术带来了什么？ 以支撑可再生资源并网应用场景为例，按2021-2030年新增3%的风电配套储能计算相比其它电化学储能应用该专利技术的格力钛调频储能系统可减少3%风电功率浪费，提高清洁能源年均发电量约273.75GWh，相当于10年减少、碳排放量约204万吨、相当于植树25500棵。
来源：格力钛新能源
“无钴锂电”开创新时代？能量密度提升60% 使用寿命也更长
高容量和可靠的可充电电池是许多设备甚至运输方式的关键组成部分。它们在全球经济向绿色世界的转变中发挥着关键作用。然而，它们的生产中使用了各种各样的元素，包括钴，钴的生产会造成一些环境、经济和社会问题。 近期，由东京大学领导的一组研究人员在这方面取得了突破。它们首次提出了一种可行的钴替代品，在某些方面可以超越最先进的电池化学，并在大量的充电循环中持续工作。最新研究结果已于近期发表在了《自然-永续性》上。 众所周知，钴被广泛用于锂离子电池的关键部分——电极。然而实际上，钴还是一种稀有元素，它非常罕见，目前只有一个主要来源：位于刚果民主共和国的一系列矿山。多年来，关于这些矿山的环境后果以及那里的劳动条件，包括使用童工，已经产生了许多问题。 此外，从供应的角度来看，由于该地区的政治和经济不稳定，钴的来源也是一个问题。 东京大学化学系统工程系的Atsuo Yamada教授说：“为了改进锂离子电池，我们想要从使用钴过渡到不使用钴的原因有很多。” “对我们来说，这是一个技术挑战，但它的影响可能是环境、经济、社会和技术多方面的。我们很高兴地报告说，通过在电极中使用一种新的元素组合，即锂、镍、锰、硅和氧。我们找到了钴的新替代品，而且这些元素在生产和使用中都更常见，问题也更少。”他补充道。 据悉，该团队创造的新电极和电解质不仅不含钴，而且在某些方面实际上改善了当前电池的化学性质。新型锂电池的能量密度比市售的其他锂电高出约60%，它可以提供4.4伏的电压，而传统的锂电池只能提供3.2-3.7伏电压。 但最令人惊讶的技术成就之一是改进了充电特性。使用新化学物质的测试电池能够在1000次循环中完全充放电（模拟3年的完全使用和充电），同时只损失约20%的存储容量。 Yamada说，“我们还有一段路要走，还需要进一步提高安全性和寿命。目前，我们相信这项研究将为许多应用带来改进的电池，但一些需要极端耐用性和寿命的应用可能还不能满足。”
来源：黄君芝
储能领域的八种液流电池
液流电池是一种新型蓄电池，是一种利用某些元素(通常是金属)氧化状态下的能量差异来储存或释放能量的电化学转换装置。不同类别的液流电池具有不同的化学成分，包括最常用的钒以及不常用的锌-溴、多硫化物-溴、铁-铬和铁-铁。 根据电化学反应中活性物质的不同，水系/混合液流电池又分为铁铬液流电池、全钒液流电池、锌基液流电池、铁基液流电池等。 液流电池主要利用正负极两侧溶液中活性物质氧化还原状态的改变来实现充放电。如下图所示，液流电池主要由电堆和两个电解液储罐构成。电解液储存在电堆外部的储液罐中，通过泵输送至电堆内部，在电极处进行氧化还原反应，反应后的活性物质随着电解液流回外部储罐。在阳极和阴极之间是隔膜，可选择性地允许支持电解质透过以保持电解质平衡。图：液流电池示意图（来源：储能科学与技术） 1 铁铬液流电池 是最早被提出的液流电池技术，初期由美国能源部支持，由美国国家航空航天局（NASA）科学家进行研究。 2019年11月，由国家电投集团科学技术研究院有限公司（国家电投中央研究院）研发的首个31.25 kW铁铬液流电池电堆（“容和一号”）成功下线。2020年12月，建成了250MW/ 1.5MW•h液流电池光储示范项目。 铁铬液流电池在技术上仍存在一些问题，如：负极的析氢问题，降低了电池的能量效率；正负极电解液的互串交叉污染，会降低电池容量和效率，导致所用离子传导膜需要高选择性，而目前进口全氟磺酸膜的成本较高；铬氧化还原性差，电池的最佳工作温度较高等。 2 全钒液流电池 是目前商业化程度最高和技术成熟度最强的液流电池技术。1978年，意大利Pellegri等人第1次在专利中提及全钒液流电池。全钒液流电池是目前技术成熟度最高的液流电池技术，具有能量效率高(>80%)、循环寿命长(>20000次循环)、功率密度高等特点，适用于大中型储能场景。然而，对于全钒液流电池来说，钒电解液成本约占据电池成本的60%，大大提高了初始投资门槛。 国外代表性企业：日本住友电气工业株式会社，北美UET、Invinity（由redT和Avalon合并)，德国Voltstorage公司、巴西Largo公司（收购Vionx energy）； 国内代表性企业：北京普能世纪科技有限公司（兼并了国际知名的加拿大VRB集团)、大连融科储能技术发展有限公司、湖南省银峰新能源有限公司、乐山晟嘉电气股份有限公司、国家能源集团、陕西华银科技股份有限公司、上海电气集团、中国东方电气集团有限公司等全钒液流电池研发公司。 3 锌溴液流电池 最早由美国埃克森美孚公司（Exxon Mobil Corporation）发明。电池正极采用Br-/Br2电对，负极采用Zn2+/Zn电对。正极充电时Br-被氧化成Br2单质，Br2单质会与溶液中的相关物质结合，沉降在电解质溶液底部，因此锌溴液流电池是一种单沉积液流电池。锌溴液流电池是除全钒液流电池以外商业化较为成功的液流电池技术。在国外的应用方面，早期锌溴液流电池由于其优秀的模块化设计、低成本、高安全特性，被更多地应用在用户侧套利、提高供电稳定性方面，使用规模较小。近年来，可再生能源的快速发展使得锌溴液流电池在发电侧和电网侧开始被大规模应用。 具有代表性的公司有美国ZBB公司、Primus Power公司，住友电工以及澳大利亚Redflow公司等。 国内代表企业，技术和产品开发上主要以北京百能汇通科技有限责任公司、安徽美能储能系统有限公司、陕西华银、特变电工股份有限公司等公司为主。 相关文献提出锌溴液流电池的循环寿命可达6000次以上，能量效率可达70%。4h储能时长的锌溴液流电池系统的成本为2000~3000元/(kW•h)。 4 锌镍单液流电池 于2007年由防化研究所的程杰研究员、杨裕生院士开发，其同时结合锌镍二次电池与液流电池的优势。与锌溴单液流电池结构类似，锌镍单液流电池正负极采用同一种电解质，无需离子交换膜，结构简单。 在产业化方面，国内主要有超威集团、张家港智电芳华公司和大连化物所，国外的美国纽约城市大学和英国埃塞克斯大学分别在2009年和2016年进行了该技术的开发。 在应用方面，锌镍液流电池目前仍处于商业示范阶段。实验室阶段锌镍液流电池的综合性能较佳，也进行了初步的应用示范，但由于镍价快速上涨，锌镍单液流电池的价格竞争力快速减弱，技术的开发和部署处于较为停滞的阶段。在技术层面，锌枝晶与积累导致的电池短路以及寿命降低问题还需要进一步研究，锌镍单液流电池的正负极面积容量低且功率与容量不能完全解耦，以及电池正极需要高成本烧结镍才能保障较长寿命的问题有待解决。 目前，据相关厂商资料，锌镍单液流电池的循环寿命可达10000次以上，能量效率可达80%。锌镍单液流电池系统的成本约2600~3500元/(kW•h)。 5 锌铁液流电池 碱性锌铁液流电池于1981年被提出，之后有中性和酸性锌铁液流电池出现，但后两者未达到工程化应用的程度。碱性锌铁液流电池开路电压较高，搭配多孔膜和多孔电极后可以在较高的电流密度下长期循环；酸性锌铁液流电池充分利用了铁离子在酸性介质中溶解度高、电化学性能稳定的优势，但负极侧受pH影响较大；中性锌铁液流电池由于其无毒无害、环境温和逐渐受到关注，与多孔膜结合可有效降低电池成本。无论哪种锌铁液流电池，负极侧都存在锌枝晶和面容量有限的缺点，成为锌铁液流电池产业化必须考虑的问题。 在美国，锌铁液流电池的商业化应用开始较早，且在源网荷端均有应用案例，美国VIZn公司为其中的代表性公司。在国内，重庆信合启越科技有限公司同长沙理工大学研发团队进行了锌铁液流电池的产业化工作，并设计出了相应样机，推进了相关器件的国产化工作，大连化物所同金尚新能源科技集团股份有限公司合作进行自主研发的10kW级碱性锌铁液流电池储能示范系统于2020年在金尚新能源科技股份有限公司厂区内投入运行。 在技术上，锌铁液流电池同其他沉积型电池和锌电池的问题一样，面临着锌枝晶与功率和容量不能完全解耦的问题，其负极面容量较低。同时，锌铁液流电池作为一种较新的液流电池，其离子传导膜等相关部件产业链不够成熟，也大大制约了其商业化推广和应用。 根据文献和相关厂家资料，锌铁液流电池的循环寿命可达15000次以上，能量效率可达80%。2018年VIZn公司宣称其锌铁液流电池系统安装成本低于2300元/(kW•h)，目前，锌铁液流电池的能量成本可达约2000元/(kW•h)。 6 锌空气液流电池 北京化工大学的潘军青教授在2009年提出了一种锌空气液流电池。该电池在充电过程中，正极发生氧析出反应，锌离子会在金属负极沉积为金属锌；在放电过程中，正极发生氧还原反应，负极上的锌溶解，以锌离子的状态保存到电解液中。 目前，对于锌空气液流电池的研发，加拿大ZINC8公司和美国EOS公司具有代表性。国内如北京化工大学、江苏沃泰丰能公司等也进行了相关的研究工作，但距离产业化还有一定距离。 在技术上，锌空气液流电池同其余大部分锌液流电池一样，也面临着锌枝晶的问题。同时，其还面临着电流密度低、氧析出氧还原双效催化剂开发不全面的问题。 目前，ZINC8对外宣称其锌空气液流电池的循环寿命可达20000次以上，能量效率为65%，EOS则宣称其产品循环寿命可达5000次，能量效率可达65%-75%。据ZINC8官网和EOS公司最近签订的合同数据，其4h储能时长产品的成本分别约为2000、1100元/(kW•h)。 7 全铁液流电池 由Hruska和Savinell在1981年进行了描述。与钒相比，铁具有更高的实用性和更低的成本。全铁液流电池分为酸性和碱性体系，酸性全铁液流电池在商业开发上较为成熟。 目前，全铁液流电池的商业化公司为北美的ESS公司，德国Voltstorage公司除开发全钒液流电池外，也同相关大学合作开发全铁液流电池（其称铁盐电池，iron-salt battery)，但未达到商业化应用阶段。 全铁液流电池的技术问题主要在于同铁铬液流电池类似的负极析氢反应以及需要抑制氢氧化铁沉淀的生成。这些问题会大大降低电池的运行效率，减小电池容量，同时有堵塞离子传导膜的风险。国内对于该体系液流电池的研究与商业化开发报道较少。 以上各种技术路线对比如下： 8 高性能锌基液流电池 此外，2022年7月6日，中科院金属研究所研究人员在深入理解碘氧化还原反应机制的基础上，提出了一种基于聚碘络合物的碘正极溶液，有效解锁了碘正极容量，实现了锌碘液流电池的高能长效循环运行。 改进后的锌碘液流电池放电容量显著提升了58%，在70%能量效率下稳定循环600圈，为开发高性能锌碘液流电池提供了新的途径。结论 1、长期来看，全钒液流电池在储能方向会是锂电池的替代品。全钒液流电池为目前应用最广泛的液流电池技术，具备适合大规模储能、能源转换效率高、循环寿命长、充电便捷的优势。且电池系统功率和容量相互独立，适合大规模储能场景；同时全钒液流电池充放电性能好，能量转换效率高。 2、从下游应用场景看，液流电池发挥价值主要用于电网调峰、应急发电装置、电动车车用电源等领域。 3、国家政策层面，随着国家“双碳”目标确立，能源结构调整加快，新能源发电的装机量不断增加，与之相应的储能需求也日渐攀升。根据国家发改委、能源局《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，2025年我国新型储能装机规模将达到30GW以上，储能装机需求将快速增长。目前，很多地方政府都对新增的新能源发电项目做了配储比例的要求。相比于抽水蓄能，电化学储能电站建造周期短，而且没有地理条件限制，其渗透率逐渐提升。同时，政府也出台了一系列的政策，鼓励发展新型储能技术。2022年2月，国家发改委和国家能源局联合发布《“十四五”新型储能发展实施方案》，将百兆瓦级液流电池技术纳入“十四五”新型储能核心技术装备攻关重点方向之一。6月，两部门又联合发布《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》，明确了新型储能作为独立储能的市场地位。这些政策的出台对电化学储能产业具有重要促进作用。
来源：AEE汽车技术平台
北京绿钒再获全钒液流电池储能系统订单
近日，北京绿钒与博瑞电力就国网浙江省电科院的多种储能实验装备项目签订《销售合同》及《技术服务合同》。 根据合同，北京绿钒将为浙江省电科院的多种储能实验装备项目提供一套100kW级全钒液流电池储能系统，用于多种储能技术的特性及耦合应用研究。 该合同的签订进一步开启了北京绿钒先进全钒液流电池储能产品的商业化进程。 日前，在2023中国钒钛论坛承德峰会上，北京绿钒首次公开发布公司核心技术 —— 单个功率100kW“超级电堆”，该款产品是截至目前 国内功率最大的单个电堆，规格和技术均处于行业领先水平。 基于此“超级电堆”，北京绿钒开发出Vstorage系列储能产品，包括 Vstorage-100kW、Vstorage-MW，其中Vstorage-MW系统适用于大型储能电站，可广泛应用于新能源发电配储及独立调峰储能电站；Vstorage-100kW系统适用于百千瓦级别的工商业用户储能、偏远地区供电储能、特殊场合供电等（可根据用户需求灵活配置容量时长）。
来源：北京绿钒
