电储能技术在大型地面电站的应用近几十年来，储能技术的研究发展一直受到各国能源、交通、电力、电信等部门和行业的高度重视。

储能技术已被视为电力系统运行过程中“采一发一输一配一用一储"六大环节的重要组成部分，电力系统引入储能技术后，可以有效的实现需求侧管理，不仅能更有效的降低用电成本，还可以促进可再生能源更好的应用，也可作为提高系统稳定性，有效调峰、调频、补偿负荷波动的有效手段。

首先，需要了解储能技术分类和相关特点。

一、储能技术的分类及特点二、世界各主要国家储能技术应用及发展情况：1、世界主要国家运行储能装机排名（主要还是抽蓄储能）。

表一：年全球累计运行储能装机国家2、主要储能技术在世界各个国家的应用情况。

2015（电化学储能中国马上会跃居世界第一）3、不同储能方式综合数据对比（能量和功率密度、环境效益）:4、不同储能方式综合成本分析（功率等级和成本）。

总体来说，目前国际及中国研究发展主要还是集中于超级电容和电池（锂电池、液流电池）上，稳步发展一部分抽蓄。

材料领域的突破才是关键。

四、电储能技术的关键设备1、蓄电池的前世今生。

2、中国能源科技“十三五”规划对储能电池的重点发展方向:1）、集中攻关类：新型高效电池储能技术研究（研究水系锂电池、凝胶锂电池、固态锂电池以及锂硫电池技术的电极材料及规模制备技术，新型钠、硫体系储能系统的关键技术，低电阻、高可靠性铅炭电池电极板的制备工艺技术；2）、示范试验类：掌握低成本长寿命储能锂离子电池关键技术，建成20MW/10MWh钛酸锂电池储能示范系统，并投入示范运行，储能系统循环寿命达到10000次，成本低于3000元/kWho3）、公关试验类：MW级以上大容量钠硫电池储能装置示范验证;4）、应用推广类全机液流电池储能产业化技术研究目标：实施百兆瓦以上级全国产化材料全机液流电池储能装置示范应用工程；建造300MW/年液流电池产业化基地，实现规模化生产。

五、中国电储能技术及产业发展发展情况1、我国电储能技术政策引导及主要形势：从电储能政策及引导支持情况来看：国外的储能政策环境相对完善，我国仍在不断摸索和建立过程中。

根据对国内外储能相关政策的收集梳理，和储能直接、间接相关的政策主要是八大类，包括：（1）可再生能源上网电价；（2）峰谷电价；（3）储能技术研发支持政策；（4）储能的发展规划；（5）配备储能的分布式发电激励政策；（6）储能系统安装的税收减免、（7）储能电价支持等。

（8）储能先进技术研究、应用、示范工程等政策支持。

2、我国电储能技术应用领域和类型：我国当前处在逐步建立政策体系过程中，有一些积累，但还有工作需要完善。

2.1储能在电力系统应用主要分为五大领域：（1）发电，（2）辅助服务，（3）输配电，（4）可再生能源，（5）用户领域。

2.2储能在电力系统应用的17种类型：（I）辅助动态运行、（2）取代或延缓新建机组、（3）调频、（4）电压支持、（5）调峰、（6）备用容量、（7）无功支持、（8）缓解线路阻塞、（9）延缓输配电网升级、（10）备用电源、（II）可再生能源平滑输出/削峰填谷、（12）爬坡率控制、（13）用户分时电价管理、（14）容量费用管理、（15）电能质量、（16）紧急备用、（17）需求侧管理等。

3、我国电储能技术发展的突出特点。

3.1电储能技术总体发展时间不长，国家开始重视并采取政策支持是《能源科技“十五"计划》开始，大力研发及政策落地是“十二五"末到“十三五"初。

3.2目前我国的原创技术仍然在成长和高速发展阶段，而且国家政策引导和支持力度在逐年加大。

3.3行业和市场正在逐步培养并迅速扩张，电储能应用和发张将有非常美好的前景和期待。

3.4总体发展脉络仍然没有摆脱办法和政策跟着问题产生后想办法解决问题的传统循环。

3. 5总体政策导向和支持力度还远远不够，行业及市场存在的问题依然很多，尤其科研、技术、资金的投入还远远不够。

核心技术和应用管理尚在初级阶段。

3. 6电储能在新能源、新能源交通、智能微网的扩大应用和推广将势不可挡，未来市场很大。

六、针对电化学储能技术的主要特点对比：1、电化学储能电池的宏观对比。

(1)、铅酸电池：是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。

目前在世界上应用广泛，循环寿命可达1000次左右，效率能达到80%-90%,性价比高，常用于电力系统的事故电源或备用电源。

不足之处：如果深度、快速大功率放电时，可用容量会下降。

其特点是能量密度低，寿命短。

铅酸电池今年通过将具有超级活性的炭材料添加到铅酸电池的负极板上，将其循环寿命提高很多。

(2)、锂离子电池：是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。

主要应用于便携式的移动设备中，其效率可达95%以上，放电时间可达数小时，循环次数可达5000次或更多，响应快速，是电池中能量最高的实用性电池，目前来说用的最多。

近年来技术也在不断进行升级，正负极材料也有多种应用。

市场上主流的动力锂电池分为三大类：钻酸锂电池、镒酸锂电池和磷酸铁锂电池。

前者能量密度高，但是安全性稍差，后者相反，国内电动汽车比如比亚迪，目前大多采用磷酸铁锂电池。

但是好像老外都在玩三元锂电池和磷酸铁锂电池。

锂硫电池也很火，是以硫元素作为正极、金属锂作为负极的一种电池，其但如何大幅提高理论比能量密度可达2600wh/kg,实际能量密度可达450wh/kgo该电池的充放电循环寿命、使用安全性也是很大的问题。

不足之处：存在价格高（4元/wh）、过充导致发热、燃烧等安全性问题，需要进行充电保护。

（3）、钠硫电池：是一种以金属钠为负极、硫为正极、陶瓷管为电解质隔膜的二次电池。

循环周期可达到4500次，放电时间6-7小时，周期往返效率75%,能量密度高，响应时间快。

目前在日本、德国、法国、美国等地已建有200多处此类储能电站，主要用于负荷调平，移峰和改善电能质量。

不足之处：因为使用液态钠，运行于高温下，容易燃烧。

而且万一电网没电了，还需要柴油发电机帮助维持高温，或者帮助满足电池降温的条件。

（4）、液流电池：利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池。

电池的功率和能量是不相关的，储存的能量取决于储存罐的大小，因而可以储存长达数小时至数天的能量，容量可达MW级。

这个电池有多个体系，如铁钩体系，锌漠体系、多硫化钠漠体系以及全机体系，其中帆电池最火吧。

不足之处：电池体积太大；电池对环境温度要求太高；价格贵（这个可能是短期现象吧）；系统复杂（又是泵又是管路什么的，这不像锂电等非液流电池那么简单）。

电池储能都存在或多或少的环保问题。

2、针对当前市场核心主流蓄电池产品主要技术指标和参数对比:表三：当前主流电化学储能电池关键参数对比（国际可再生能源署称，去年，锂离子电池占新增储能方案的50%。

到2025年，锂离子电池将继续占据主导地位，占全球电力电池储能部署的80%。

）七、锂离子电池工作原理。

1、锂离子电池化学反应及正负极反应原理:正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。

ChargeL1C0O2 v f Lii.x CoOz 十xLi* ■ xe-Discharge负极反应：放电时锂离子脱插，充电时锂离子插入。

ChargeC - xLi* + xe- < ・ CLixDischarge电池总反应ChargeLiCoO2+C , * Ut-x CoOz + CLixDischarge以炭材料为负极，以含锂的化合物作正极的锂电池，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。

当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。

而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。

同样，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。

回正极的锂离子越多，放电容量越高。

我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。

一般锂电池充电电流设定在0.2C至1C之间，电流越大，充电越快，同时电池发热也越大。

而且，过大的电流充电，容量不够满，因为电池内部的电化学反应需要时间。

就跟倒啤酒一样，倒太快的话会产生泡沫，反而不满。

正极正极材料：可选正极材料很多，目前主流产品多采用锂铁磷酸盐。

正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。

充电时:LiFePO?— Lil-xFePO? + xLi + xe放电时：Lil-xFePO?+ xLi + xe —LiFePO?不同的正极材料对照:负极负极材料：多采用石墨。

新的研究发现钛酸盐可能是更好的材料。

负极反应：放电时锂离子脱插，充电时锂离子插入。

充电时：xLi + xe + 6C -*LixC6放电时：LixC6 - xLi + xe + 6C锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。

在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极, 负极处于富锂状态；放电时则相反。

电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。

2、锂离子电池主要组成部分（1）正极一一活性物质一般为镒酸锂或者钻酸锂，竦钻镒酸锂材料，导电集流体使用厚度10-20微米的电解铝箔。

（2） ------- 隔膜种经特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔结构，可以让锂离子自由通过，而电子不能通过。

（3）负极一一活性物质为石墨，或近似石墨结构的碳，导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。

（4）有机电解液——溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂，聚合物的则使用凝胶状电解液。

（5）电池外壳一一分为钢壳（方型很少使用）、铝壳、镀锲铁壳（圆柱电池使用）、铝塑膜（软包装）等，还有电池的盖帽，也是电池的正负极引出端。

3、锂离子电池突出应用优点（1）电压高：单体电池的工作电压高达3. 7-3. 8V （磷酸铁锂的是3.2V）,是 Ni-Cd、Ni-MH 电池的 3 倍。

（2）比能量大：能达到的实际比能量为555Wh/kg左右，即材料能达到150inAh/g以上的比容量（3—4倍于Ni-Cd, 2—3倍于Ni-MH）, 已接近于其理论值的约88%。

（3）循环寿命长：一般均可达到500次以上，甚至1000次以上，磷酸铁锂的可以达到2000次以上。

对于小电流放电的电器，电池的使用期限，将倍增电器的竞争力。

（4）安全性能好：无公害，无记忆效应.作为Li-ion前身的锂电池，因金属锂易形成枝晶发生短路，缩减了其应用领域：Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素：部分工艺（如烧结式）的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”，严重束缚电池的使用，但Li-ion根本不存在这方面的问题。