电池储能系统在电力系统中的应用

电池储能系统（BESS）是一种新兴的FACTS器件。具有控制有功功率流的能力,能够同时对接入点的有功功率和无功功率进行调节,为高压输电系统提供快速的响应容量,有效提高了电力系统的稳定性、可靠性和电能质量。介绍了电池储能系统的基本原理、特点和国外的应用情况,并对它在电力系统中的不同应用进行了综述。     

气凝胶毡厚度对锂离子电池热失控特性的影响

自主搭建热失控燃爆实验平台,在气凝胶毡厚度为1 mm、3 mm、6 mm和10 mm的条件下,对100%荷电状态（SOC）的18650型锂离子电池进行燃爆实验,采集和分析电池的温度、烟气浓度及质量损失,分析气凝胶毡厚度对电池热失控特性的影响。气凝胶毡厚度的增加对电池热失控触发温度和峰值温度影响较小,但能减缓热失控行为的传播速度,当厚度为10 mm时,能阻挡热失控行为的传播。CO与CO₂的浓度变化趋势相同,O₂则相反;厚度对烟气浓度变化的影响较小。当厚度为1 mm、3 mm、6 mm时,电池质量损失差值较小;而当厚度为10 mm时,电池的质量损失约为其他阻隔厚度的1/4。当气凝胶毡的厚度增加到一定值时,才会对锂离子电池的质量损失产生较大的影响。     

铅炭电池的性能及其在电力储能中的应用

铅炭电池是在铅酸电池的负极以不同方式加入具有双电层电容特性的炭,将铅酸电池的比能量优势和超级电容器大容量充放电的优点融合在一起的新型电池。铅炭电池具有高倍率充放电、浅充放状态下循环寿命长等优势,而这一优势正好与通过储能来平滑可再生能源输出、电网调频的功率需求相吻合。铅炭电池成本为150~200美元/（kW·h）,是目前相对经济可行的电力储能技术路线之一。铅炭电池储能系统在光伏输出功率平滑和削峰填谷、风电输出功率平滑、电网调频示范项目中的成功应用,说明铅炭电池在电力储能方面具有很好的应用前景。     

钒电池的工作特性及其在微电网中的应用前景

为了有效解决因微电网规模较小、系统惯性不大、网络及负荷发生波动明显的问题,提出在微电网中配以适当容量的钒电池（vanadium redox battery,VRB）储能系统以提高微电网的电能质量和稳定性的措施。介绍了VRB在微电网中的应用前景,分析了其工作原理,建立了等效电路模型,并利用MATLAB/Simulink仿真软件对其充放电特性进行仿真分析。     

碳气凝胶在电化学超级电容器中的应用

碳气凝胶具有导电性好、比表面积高和孔径分布可调的特点,被认为是一种理想的超级电容器电极材料。介绍了碳气凝胶材料的制备工艺和流程,从活化改性及与高比电容量材料的复合两个方面,综述了碳气凝胶及其复合材料在电化学超级电容器中的应用研究进展,提出了研究中存在的问题和今后的研究方向。     

SiO_2气凝胶/Sn复合负极材料的制备及电化学行为

以工业水玻璃为硅源,采用溶胶-凝胶法制备了Si O2气凝胶;以Sn Cl2为Sn源,采用水热合成法制备了Si O2气凝胶/Sn复合负极材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构和形貌进行了表征,采用恒电流充放电测试了材料的电化学性能。结果表明Si O2气凝胶/Sn复合材料为三维多孔网络结构,金属Sn颗粒均匀地钉扎在Si O2气凝胶表面,该结构不仅可以改善颗粒的团聚性能,还可以大大缓解在充放电过程中的体积膨胀。电化学性能测试结果表明,在100 m A/g的电流密度下,复合材料首次可逆比容量可达472.93 m Ah/g,首次充放电效率86.19%。30次循环后可逆比容量仍可维持在417.70 m Ah/g,容量保持率76.13%,充放电效率接近100%,具有较好的电化学性能。     

非步入式电池集装箱在储能电站工程中的应用

电池储能系统在电力系统领域均已开展相关工程应用,本文根据实际工程设计分别对目前电池储能电站的储能变流器升压舱模块设计、电池舱模块设计、储能单元模块化布置设计等方面进行分析,提出当前储能电站电池舱采用非步入式电池集装箱的优化配置方案,不仅能最大化的提高单元装机容量,提高储能系统的安全性,节省占地,还可以节省储能系统造价约2.7%,对后续大规模储能电站的工程设计具有参考价值。     

电池储能技术及其在上海电网中的实践

智能电网建设工作的推进也将促进储能技术的快速发展,只有储能技术朝着高效化、低成本化的方向发展,才能为未来的大规模应用提供条件。电能按储存形式可分为四类:机械储能,如压缩空气储能、飞轮储能和抽水蓄能等;化学储能,如超级电容器和各种蓄电池(钠硫电池、液流电池、铅酸电池和镍镉电池等);电磁储能,如超导电磁储能等;相变蓄能,如冰蓄冷等。     

高温和中低温钠电池研发进展

钠电池因地球上拥有丰富和廉价的钠资源,在可再生能源接入和智能电网等大规模静态储能领域备受重视。本文介绍了高温钠电池,包含了钠硫电池和ZEBRA电池,再对几种中低温钠电池进行了叙述,比如中温平板钠电池、固态钠电池、钠熔盐电池和水系钠离子电池。近年来钠电池技术的快速进步促进了其在储能领域的应用。     

炭气凝胶及其在锂离子电池中的应用

糠醛和混甲酚在正丙醇中进行溶胶-凝胶聚合反应形成气凝胶,在600～1000℃下炭化制备炭气凝胶。粉末X射线衍射(XRD)研究了其微观物理结构随热处理温度的变化;元素分析考察了其元素组成;恒电流充放电性能研究了其嵌锂性能。结果发现,随着热处理温度的升高,炭气凝胶的微晶结构逐渐变得规整、有序;碳元素百分含量逐渐增加,氢元素含量逐渐减少;首次充放电可逆容量逐渐下降;其中在600℃下炭化所制备的炭气凝胶,放电容量高达417mAh·g-1,超过了石墨的理论比容量(372mAh·g-1),这主要是由于其内部的微孔起到了锂离子储存“仓库”的作用。     

电池储能系统在风力发电中的应用

储能系统作为能量蓄水池,可以很好地解决间歇性的风电并网问题。本文介绍锂离子电池、钠硫电池、全钒液流电池等新型储能电池在风电场的应用案例,并提出了以下观点：储能系统应当成为风电等新能源建设的标准配置,可以通过储能补贴政策或将其成本计入新能源发电成本来摊平较高的储能成本。     

钒电池技术在微电网储能系统中的应用

作为微电网研究领域的关键性技术,储能技术对微电网的供电可靠性、经济与安全具性有重大影响。旨在为提高微电网的电能质量和稳定性,把一定容量的钒电池运用在微电网储能系统上。首先分析了目前多种储能技术的特性,介绍了钒电池的工作原理;其次建立了钒电池等效电路模型;最后利用MATLAB/Simulink软件对钒电池充放电特性进行仿真分析。     

液流电池商业化进展及其在电力系统的应用前景

液流电池作为一种极具潜力和价值的储能技术,在电力系统中拥有广阔的应用前景和市场。液流电池的商业化进展反映了其技术成熟度和市场对该技术的接受程度,对其后续的发展和研究具有参考意义。介绍了目前国内外液流电池的商业化进展情况,重点分析了铁铬、全钒、锌溴、锌镍、锌铁、全铁、锌空气液流电池的商业化进展;讨论了液流电池在电力系统中的应用前景;最后,给出了相应的应用和发展建议,如优先发展资源丰富、综合成本较低的液流电池技术,现阶段的液流电池应用应兼顾电池寿命及经济性,应重视相关资源链的整合和发展等。     

流变仪在锂离子电池中的应用

在锂离子电池生产过程中,浆料的质量对极片的加工和电池的最终电性能有着直接的影响。介绍了流变仪在锂离子电池浆料研究中的常用概念,综述了流变仪在锂离子电池浆料的加工过程以及在原材料和添加剂等方面的应用研究进展,为制作分散均匀且稳定的浆料提供了参考。     

电池储能技术在35kV航头变电站的示范应用

随着储能技术的发展,电池储能已成为应对电网负荷波动和保证特定用户供电可靠性的重要技术手段之一。文章介绍了电池储能技术在上海南汇区35kV航头变电站的试验应用方案,并对电池储能系统的组成和配置问题进行了分析。     

溶胶凝胶法制备锂离子电池负极材料钛酸锂

目前Li4Ti5O12已逐渐成为锂离子电池负极材料的研究热点,并有望取代石墨类碳材料成为新一代负极材料。详细介绍了溶胶凝胶法制备Li4Ti5O12负极材料的原理及近几年的研究进展,探讨了现阶段改善Li4Ti5O12电化学性能的研究方向,从投加螯合剂、金属离子掺杂、表面改性、物理/化学辅助法四方面介绍了Li4Ti5O12的研究成果。提出了Li4Ti5O12在相关研究中所出现的疑点和之后改性的研究方向,提出了商业化制备所需解决的关键性问题。     

钒电池储能在光伏发电中的应用前景

介绍了太阳能光伏及电系统的开发现状以及应用市场前景,分析了钒电池储能系统在太阳能光伏发电系统中的应用优势。对应用于太阳能光伏发电系统的钒电池储能系统进行了系统开发设计。     

溶胶-凝胶法制备Li1.05CrxMn1.95-xO4及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料Li1.05CrxMn1.95-xO4(x=0,0.05,0.10),焙烧温度为650、700、750℃,用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)对产物的结构和形貌作了表征,并对材料的电化学性能进行考察,在室温下恒流充放电38次.结果表明:该方法制备的正极材料为单一...