一枝独秀?电化学储能技术除了锂离子电池还有什么可供选择?

作者: | 发布日期: 2020 年 10 月 13 日 13:43 | 分类: 产业资讯

当锂离子电池在固定储能领域占据主导地位时,越来越多的产业企业正积极开发不同的技术以提升自身竞争力,为市场带来更具竞争力的储能系统。在锂离子电池的竞争对手中,氧化还原硫电池(Redox Flow Battery, 氧化还原硫电池)是目前进入市场的主要竞争对手之一。

最近,IDTechEx从技术和市场的角度对氧化还原硫电池进行了深入的分析,评估了它们应对不断发展的固定储能市场的潜力。

很明显,锂离子电池将在不久的将来占据主导地位,目前,锂离子电池已经展现了在占领储能市场份额的不俗势力,这推动储能行业走向新的篇章。

锂离子电池具有体积大和能量密度大的优势,这使得这项技术非常适合解决电动汽车市场。在电动汽车市场成本下降的推动下,该技术在固定储能市场、供电侧(FTM)和需求侧(BTM)应用领域也开始具有竞争力。

图1:供应侧及需求侧的电网示意图,来源:IDTechEx

储能市场的能力可以从表后使用的少数kWs功率范围转换到表前应用的MWs功率输出。

这些特性使得锂离子电池极具竞争力,尽管市场上亦有出现其他储能技术,但锂离子电池的优势仍然很难被挑战。

虽然锂离子电池在储能市场具有巨大优势,但锂离子电池所采用的危险材料如果不小心处理,就容易起火。此外,这些系统一旦点燃就很难熄灭。PSA集团与消防部门合作,设计了一种特殊的解决方案,可以在发生点火情况时,对电池堆进行注水,并轻松扑灭火灾。

除了火灾风险,对于固定的储能应用而言,锂离子电池相比其他设备循环寿命更短(约10,000个循环),比如氧化还原硫电池就可提供超过20,000个循环。

因此,尽管能量密度较低,但氧化还原硫电池循环寿命更长,化学成分更安全,使该技术非常适合静止应用。

与锂离子电池不同,氧化还原液流动电池的工作原理是在电极上流动两种液体,即电解质。这样,电解质中所含的电活性物质在电极表面发生反应产生电。因此,电解质的量越大,电池中储存的能量就越大。氧化还原硫电池的功率输出由电极堆的大小和化学反应的动力学来定义。

因此,氧化还原硫电池的另一个优势是能量和功率的解耦,这使得这种系统的定制更加简单。

图2:氧化还原硫电池的爆炸表示,显示不同的组成。资料来源:用于储能的模块化氧化还原硫电池的设计、构造和性能的工程方面,L.F. Arenas, C. Ponce de Leon, F.C. Walsh,《储能杂志》(2017)。

此外,氧化还原硫电池循环寿命更长(氧化还原硫电池 >25000;锂离子 < 10,000)与锂离子电池相比,它的存储成本要低得多。

虽然氧化还原硫电池具有良好的发展前景,但高技术资金成本仍然是该技术进入市场的主要限制。

 

本文由EnergyTrend集邦新能源网编译,转载请标明出处。

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