一、电化学储能电池类别及技术特点

电池储能系统主要是利用电池正负极的氧化还原反应进行充放电。

铅酸电池在高温下寿命缩短，与镍镉电池类似，具有较低的比能量和比功率，但价格便宜，构造成本低，可靠性好，技术成熟，已广泛应用于电力系统，目前储能容量已达20MW。铅酸电池在电力系统正常运行时为断路器提供合闸电源，在发电厂、变电所供电中断时发挥独立电源的作用，为继保装置、拖动电机、通信、事故照明提供动力。然而，其循环寿命较短，且在制造过程中存在一定的环境污染。

镍镉等电池效率高、循环寿命长，但随着充放电次数的增加容量将会减少，荷电保持能力仍有待提高，且因存在重金属污染已被欧盟组织限用。锂离子电池比能量/比功率高、自放电小、环境友好，但由于工艺和环境温度差异等因素的影响，系统指标往往达不到单体水平，使用寿命较单体缩短数倍甚至十几倍。大容量集成的技术难度和生产维护成本使得这些电池在相当长的时间内很难在电力系统中规模化应用。

钠硫和液流电池则被视为新兴的、高效的且具广阔发展前景的大容量电力储能电池。钠硫电池储能密度为140kWh/m3，体积减少到普通铅酸蓄电池的1/5，系统效率可达80%，单体寿命已达15a，且循环寿命超过6000次，便于模块化制造、运输和安装，建设周期短，可根据用途和建设规模分期安装，很适用于城市变电站和特殊负荷。

液流电池已有钒–溴、全钒、多硫化钠/溴等多个体系，高性能离子交换膜的出现促进了其发展。液流电池电化学极化小，能够100%深度放电，储存寿命长，额定功率和容量相互独立，可以通过增加电解液的量或提高电解质的浓度达到增加电池容量的目的，并可根据设置场所的情况自由设计储藏形式及随意选择形状。目前，钠硫和液流电池均已实现商业化运作，MW级钠硫和100kW级液流电池储能系统已步入试验示范阶段。随着容量和规模的扩大、集成技术的日益成熟，储能系统成本将进一步降低，经过安全性和可靠性的长期测试，有望在提高风能/太阳能可再生能源系统的稳定性、平滑用户侧负荷及紧急供电等方面发挥重要作用。

二、电化学储能电池的应用情况

1、铅酸蓄电池系统

铅酸电池储能系统在发电厂、变电站充当备用电源已使用多年，并在维持电力系统安全、稳定和可靠运行方面发挥了极其重要的作用，表7显示了一些MW级铅酸蓄电池系统及其功能。

2、钠硫电池系统

东京电力公司在钠硫电池系统研发方面处于国际领先地位，拥有较为成熟的商业化产品，1999年在大仁变电站设置6MW×8h系统，2004年7月又在Hitachi自动化系统工厂安装了目前世界上最大的钠硫电池系统，容量9.6MW/57.6MWh；钠硫电池系统在电力系统和负荷侧成功应用100余套，总容量超过100MW，其中近2/3用于平滑负荷。2004年，在美国哥伦比亚空军基地安装了12MW/120MWh钠硫电池系统，充当备用电站。

3、液流电池系统

20世纪90年代初，英国lnnogy公司成功开发出5、20和100kW系列多硫化钠／溴液流储能电堆，并于2001年和2002年分别在英国和美国各建造了120MWh储能电站，用于电站调峰和UPS；2001年，250kW/520kWh全钒液流电池在日本投入商业运营。近十多年来，美国、日本、欧洲等国家相继将与风能/光伏发电相配套的全钒液流电池储能系统用于电站调峰，表8显示了其中一些示范应用工程。

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