随着我国新能源事业的不断发展,同时也是由于新能源的光电、风电等不稳定性,国家规定相关的风、光电必须配套相应的储能设备,在这个重大利好推动下,我国的储能电池也得到了长足的发展。
就我们目前所说的储能电池,一般还是指锂离子储能电池,当然由于储能电池的特殊性,其和动力电池在多个方面存在区别,主要包括以下几点:
1、应用场景不同
储能电池:小型户储能和大型基站式储能,大型基站式储能主要应用于有电池的削峰填谷,电网调频,风力和光伏的整流等方面,其中以削峰填谷,赚取电力差价为主。得益于我国通讯行业的极速发展,目前我国的小型储能发展比较迅速,小型储能包括基站中紧急备用电源,家庭用ups电源等。
动力电池:则专门用于为电动汽车、电动自行车、电动工具等移动设备提供动力。由于受到汽车的体积和重量限制、启动加速、国家的补贴政策等要求,动力电池在能量密度、体积密度、充放电倍率、电池安全性等方面都有更高的要求,成本也自然要更高。
2、充放电特性
储能电池:通常具有较低的充放电倍率,对充放电速度要求相对不高,更注重长周期的循环寿命和能量存储效率。当然对于一些特殊应用场景的可能需要大倍率电池,如电网用于调频使用储能电池,一般会要求使用大倍率电池。
动力电池:需要支持高倍率的充放电,以满足车辆加速、爬坡等大功率输出需求。
3、能量密度和功率密度
动力电池:对于乘用车而言,自然希望更小的体积和重量可以搭载更多的能量,如汽油一样的能量的密度。所以车用锂离子电池也需要高能量密度和高功率输出,以满足电动车辆对续航里程和加速性能的要求,
储能电池:对于削峰填谷的电池而言,一般也是一天两充两放,但是储能电池一般都有更大的空间去存放,故对电芯的能量密度和功率无特殊要求。其关注更多的是安全性和成本,它们通常采用更为稳定的电化学材料和更为宽松的电池结构,这种结构能够储存更多的电能,并在长时间的运行过程中保持稳定的性能。
4、循环寿命
储能电池:由于储能设备一般是长周期投资,业主单位一般要求其具有更长时间的工作寿命和循环寿命,如削峰填谷的电池,一般回本周期为4~6年,对应的寿命要求可能就更长,需要8年及以上。
动力电池:动力电池一般的寿命要求为5年或者30万公里,循环次数为1000~2000次左右。
5、成本
储能电池:由于应用场景和性能要求的差异,储能电池通常更注重成本控制,以实现大规模储能系统的经济性。
动力电池:在保证性能的前提下,也在不断降低成本,但成本相对较高。
6、安全性
动力电池:由于动力电池是在车上,且有各种各样的应用场景,尤其是需要保证车子在交通意外时不发生期货爆炸。所以车用的国家标准是最早出炉,如需要进行震动、顶部球击等各种各样的形式验证。
储能电池:系统规模较大,一旦发生火灾可能造成较为严重的后果,因此对储能电池的消防标准通常更为严格,包括灭火系统的响应时间、灭火剂的用量和种类等方面。但是由于储能电池处于不移动情况,所以在进行产品设计时不会进行震动、球击之类,目前国家也针对性的提出相应的国家标准。
7、材料选择
动力电池:前文已经提到动力电池需要较高的能量密度,所以对于动力电池生产需要具备高能量密度和较好的倍率性能,因此通常选择具有较高比容量的正极材料,如高镍三元材料、磷酸铁锂等,负极材料则一般选择石墨等。现在乘用车动力电池也在不断发展,有提出使用固态电池,即使用固态电解质或锂金属作为负极使用。
储能电池:更注重长循环寿命和成本效益,因此正极材料可能会选择磷酸铁锂、锰酸锂等。电解质方面,储能电池对离子电导率的要求相对较低,但对稳定性和成本的要求较高。