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VISION三瑞蓄電池CP12170E
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電池儲能技術問題與發展建議
2019年4月13日，化學與物理電源行業協會儲能應用分會與全國微電網與分布式電源并網標準化技術委員會、*電工研究所儲能技術組、科華恒盛股份有限公司四家單位聯合主辦的"首屆全國儲能技術與綜合能源服務高層研討會"在福建廈門宸洲洲際酒店召開，來自電力公司、電科院、設計院、系統集成商、地方經信委、投資機構等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多環節技術與商業模式創新，持續提升客戶需求響應能力與業務整體盈利能力。
*電工研究所儲能技術研究組組長、研究員陳永翀在會議期間分享了主旨報告《電池儲能技術問題與發展建議》，以下是他的發言原文：
我很高興有這樣的機會和大家探討四個方面的問題：
1
儲能電池技術應用場景的多元化；
2
電池類型多元化；
3
技術內涵多元化；
4
發展目標的多元化。
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我們先看大致的產業發展背景。首先，2017年是發展儲能的共識之年，在這之前關于要不要發展儲能存在很多爭議。2017年《關于促進儲能技術與產業發展的指導意見》出臺是一個標志，標志著儲能春天的來臨，2018年以及的儲能項目迅速發展。其次，發展儲能的核心是促進可再生能源消納，在近5年光伏風電發電成本快速下降，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域開始具備競爭力，儲能的多重價值逐漸被體現。第三，儲能春天已經來臨，春天是萌芽、開花的季節，但是儲能蓬勃發展的夏季還沒有到來。現在各類儲能技術，包括物理儲能、電化學儲能、化學儲能和儲熱蓄冷已經紛紛開展示范和商業應用，在應用中展現了儲能的優勢，同時也發現了不少問題。尤其是電化學儲能技術，應該說距離"低成本、長壽命、高安全、易回收"的總體目標還有相當的差距，有待技術創新和突破。
儲能有六大應用場景，可再生能源并網，電網輔助服務，電網輸配，分布式及微網，用戶側，以及一個非常特殊的用戶側：電動汽車VEG模式的供能系統。儲能應用場景很多，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；第二，減小峰谷差，提高電力系統效率和設備利用率，這種場景下大部分需要容量型儲能技術；第三，增加備用容量，提高電網安全穩定性和供電質量，這個需要的是UPS備用型的儲能技術。當然還有第四類復合型的應用，尤其是電網側應用，參與調峰調頻和緊急備用，我們稱它為復合型或者是能量型的儲能技術。所以說，儲能的應用場景是多元的。
因此，我們可以從應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。根據電池使用的功率容量比值做一個區別，有利于我們發展不同類型的儲能電池技術。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。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也就那么幾次，而不是每天都要進行充放電。
我們經常會談到儲能技術，尤其是儲能電池技術。那么，到底什么是儲能電池技術，它的技術內涵是什么？我總結了一下，儲能電池技術應該包括六大內涵。
1
材料技術，這是基礎。但是對于儲能電池來說，我特別想強調材料性能，尤其實驗室研究的材料性能，跟實際的到未來做成大電池、進行儲能應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的性能。
2
結構技術。相對消費類小電池來說，儲能場景要求大功率、大容量。因此，未來儲能電池的研發要充分考慮電池的內部結構和外部結構的融合設計，通過一些內部結構的創新發展減輕外部系統面臨的成本和安全性的壓力，這是未來儲能電池結構技術研究的重要方向。希望我們的儲能電池能夠由"嬌小富貴"變成結實耐用的"傻大笨粗"，以滿足電力系統的實際場景需求。
3
制造技術。尤其是鋰離子電池，它的制造技術來源于以前的磁帶技術，采用粘接薄膜電解結構，需要高精度的、非常復雜的、幾百道的制造工序。未來如果想降低制造成本，還需要結合電池的結構技術創新，讓整個制造環節變得簡單，不要往復雜化方向發展。
4
應用技術。儲能電池應用技術就是電力系統經常提到的、狹義上的電池儲能技術，包括系統集成技術，BMS，PCS與EMS。應用技術非常重要，需要針對不同的應用場景開發相應的應用技術，積累應用數據，發現應用問題，評估應用經濟。未來應該會出現以應用技術開發為核心的獨立的儲能電池系統應用服務商，負責儲能系統的設計規劃、租賃運維和報廢回收，并與保險公司合作，承諾負責系統的使用壽命和運行安全。
5
再生技術。我們的消費類電池，壽命有三到五年就可以了，因為三到五年我們手機也要更換，電池壽命再長也沒有多大意義。但是，電力系統對于電池儲能系統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有技術的一個天花板。因此未來儲能系統運行過程中，可能還需要開發新型的電池再生技術，延長儲能電池的應用使用壽命。當電池使用一段時間后，可以通過正負極材料表面SEI膜原位修復、電解液的補充和更換等方式對電池性能進行再"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賦予了其在使用期進行在線再生的可能性。
6
回收技術，這點非常重要。包括廢舊電池的更換處理技術、安全運輸技術、回收處理技術和資源再利用技術。鋰電池的回收流程和技術還不成熟，需要與材料技術和結構技術相結合，發展方便回收再生的新型儲能電池技術，在產品設計方面加以創新改進，從生產端提前考慮電池回收處理的環節，以實現儲能鋰電池產業的資源可持續發展，這一點具有重要的戰略意義。這兩天協會正在帶著世行專家去考察現有的電池回收情況。包括更換處理、安全運輸、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回基地，有沒有可能開發創新的技術？在電池報廢前進行安全處理，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內涵非常豐富，這六大技術內涵需要我們從各個方面進行突破，而不僅僅是材料技術的突破。
后會議總結：
1
以需求為導向，要根據不同應用領域的實際需求發展相適應的儲能技術，低成本、長壽命、高安全、易回收是儲能電池技術發展的總體目標。
2
未來需要創新，而且不僅僅是材料創新，還包括結構技術、制造技術、修復技術、回收技術，以及應用技術的創新，有很多的研發工作要做。
3
盡管有各種各樣的新型技術在實驗室出現，在實際應用中，近五年，針對不同儲能應用場景進行創新結構設計的專門的大容量，大功率的儲能鋰電池將得到廣泛的應用。儲能從促進可再生能源消納到降低可再生能源利用成本，任重道遠，還有很長的路要走。