Al entrar en la central eléctrica de demostración nacional de almacenamiento y transmisión eólica y solar en el condado de Zhangbei, puede ver hileras de turbinas eólicas blancas y paneles fotovoltaicos azules relucientes en la pradera verde.

Este es el proyecto de demostración de almacenamiento y transmisión eólica-solar más grande de mi país. Adopta las primeras ideas de construcción de generación de energía y rutas técnicas combinadas de transmisión y almacenamiento eólico-solar del mundo. Es un proyecto de demostración integral de nueva energía que integra energía eólica, fotovoltaica, dispositivos de almacenamiento de energía y transmisión inteligente de energía. .

Esta central eléctrica puede “almacenar” los recursos eólicos y solares que son “difíciles de predecir, difíciles de controlar y difíciles de despachar”, y convertirlos en energía eléctrica verde confiable y de alta calidad para ingresar a la red, y puede operar en “fluctuaciones suaves” y “picos de afeitado y llenado de valles” Cambio flexible entre modos. En caso de pérdida de la fuente de alimentación externa de la red eléctrica, la central de almacenamiento de energía puede mantener el funcionamiento normal de la red eléctrica a través de la capacidad interna de arranque automático.

El desarrollo de la tecnología de almacenamiento de energía es una de las tecnologías clave para promover la generación de nueva energía y mejorar la seguridad y estabilidad de la red eléctrica. Entre los diversos tipos de tecnologías de almacenamiento de energía electroquímica, las baterías de titanato de litio tienen las características de un ciclo de vida prolongado y un buen rendimiento de seguridad, que se adaptan bien a los escenarios de aplicación del almacenamiento de energía en la red. Sin embargo, el alto costo de las baterías de titanato de litio no favorece las aplicaciones de almacenamiento de energía a gran escala.

En este sentido, el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica de China se ha unido con varias unidades para formar conjuntamente un equipo de proyecto “Desarrollo de baterías de titanato de litio de bajo costo para almacenamiento de energía y desarrollo y aplicación de tecnología de integración de sistemas”. Después de años de investigación, el equipo del proyecto, basado en la batería de titanato de litio original, propuso un sistema de material de batería de titanato de litio y principios de reconstrucción del proceso de producción y soluciones técnicas para satisfacer las necesidades de las aplicaciones de almacenamiento de energía, y desarrolló material de titanato de litio de nivel submicrónico. . La batería de titanato de litio para almacenamiento de energía desarrollada por el proyecto mantiene las características intrínsecas de una larga vida, mientras que el costo se reduce considerablemente. En los Premios de Ciencia y Tecnología de Beijing 2017, el proyecto ganó el segundo premio.

La próxima salida de nueva energía

Se considera que el almacenamiento de energía es la próxima salida de nueva energía. Como tecnología con visión de futuro para promover el desarrollo de la nueva industria energética en el futuro, la industria del almacenamiento de energía desempeñará un papel fundamental en la conexión a la red de energía nueva, los vehículos de nueva energía, las redes inteligentes, las microrredes, los sistemas de energía distribuida y la energía doméstica. sistemas de almacenamiento.

“La razón del desarrollo del almacenamiento de energía es que la generación de energía fotovoltaica y eólica es intermitente e inestable. Por lo tanto, se necesita la cooperación de los sistemas de almacenamiento de energía para proporcionar energía estable y confiable “. El director de la Oficina de Investigación de Ontología de Baterías de Almacenamiento de Energía del Instituto de Investigación de Energía Eléctrica de China, Yang Kai, dijo a los periodistas.

El uso de tecnología de almacenamiento de energía a gran escala puede promover el desarrollo de energía renovable, mejorar la seguridad y estabilidad de la red eléctrica, mejorar la calidad del suministro de energía y aliviar efectivamente la contradicción entre el suministro de energía y la demanda.

Los sistemas de almacenamiento de energía a gran escala abarcan todos los aspectos de la generación, transmisión, distribución y uso del sistema de energía. Su aplicación no solo puede mejorar el rendimiento de los sistemas eléctricos tradicionales, sino que también puede revolucionar la planificación, el diseño, el diseño, la operación y la gestión y el uso de las redes eléctricas. En este sentido, la tecnología de almacenamiento de energía es una altura de mando tecnológico con importancia estratégica nacional, y el desarrollo de la tecnología de almacenamiento de energía en realidad está “almacenando el futuro”.

Una “flor maravillosa” en baterías de iones de litio

Se entiende que la tecnología de almacenamiento de energía se divide principalmente en almacenamiento de energía mecánica, almacenamiento de energía electroquímica, almacenamiento de energía electromagnética y almacenamiento de energía por cambio de fase. En los últimos años, la tecnología de almacenamiento de energía electroquímica representada por baterías de iones de litio tiene las características de gran escala de energía, selección de ubicación flexible y velocidad de respuesta rápida, que cumple con los requisitos técnicos de los sistemas de energía y la tendencia de desarrollo de las redes inteligentes, y ha sido considerado como el foco de investigación por instituciones de investigación en varios países. Conviértase en la tecnología de almacenamiento de energía del sistema de energía de más rápido crecimiento. La batería de iones de litio es una especie de “batería de mecedora”. Los electrodos positivo y negativo están compuestos por dos compuestos o sustancias simples que pueden desintercalar el litio varias veces. Cuando se carga, el material del electrodo positivo se desitifica y los iones de litio entran en el electrolito y penetran en el separador para incrustarse en el electrodo negativo. El electrodo positivo sufre una reacción de oxidación. Lo contrario es cierto durante el alta.

La tecnología de las baterías de iones de litio se ha desarrollado rápidamente gracias a la investigación de los materiales de los electrodos de las baterías. Ahora se ha expandido de baterías de óxido de cobalto de litio a sistemas ternarios, manganato de litio, fosfato de hierro y litio, titanato de litio y otros sistemas de baterías que coexisten. La nueva batería de iones de litio con titanato de litio como electrodo negativo rompe las limitaciones inherentes del grafito como electrodo negativo y tiene un rendimiento significativamente mejor que las baterías de iones de litio tradicionales, lo que la convierte en una de las baterías de almacenamiento de energía más prometedoras. Con este fin, Yang Kai presentó a los periodistas cuatro ventajas principales de las baterías de titanato de litio que pueden destacarse:

Buena seguridad y estabilidad. Debido a que el material del ánodo de titanato de litio tiene un alto potencial de inserción de litio, se evita la generación y precipitación de litio metálico durante el proceso de carga. Y debido a que su potencial de equilibrio es más alto que el potencial de reducción de la mayoría de los solventes de electrolitos, no reacciona con el electrolito y no forma un sólido. La película de pasivación en la interfaz líquida evita la ocurrencia de muchas reacciones secundarias, mejorando así en gran medida la seguridad. . “Las centrales eléctricas de almacenamiento de energía son lo mismo que los vehículos eléctricos, y la seguridad y la estabilidad son los indicadores más importantes”. Dijo Yang Kai.

Excelente rendimiento de carga rápida. El tiempo de carga demasiado largo siempre ha sido un obstáculo difícil de superar en el desarrollo de los vehículos eléctricos. Generalmente, se utilizan autobuses eléctricos puros de carga lenta, y el tiempo de carga es de al menos 4 horas, y el tiempo de carga de muchos automóviles de pasajeros eléctricos puros es de hasta 8 horas. La batería de titanato de litio se puede cargar completamente en unos diez minutos, lo que supone un salto cualitativo con respecto a las baterías tradicionales.

Vida de ciclo larga. En comparación con los materiales de grafito comúnmente utilizados en las baterías de iones de litio tradicionales, los materiales de titanato de litio apenas se contraen o expanden en la estructura de la estructura durante el proceso de carga y descarga de litio. / El problema del daño de la estructura del electrodo causado por la tensión del volumen de la celda al intercalar iones de litio, por lo que tiene un rendimiento de ciclo muy excelente. Según los datos experimentales, el ciclo de vida promedio de las baterías ordinarias de fosfato de hierro y litio es de 4000 a 6000 veces, mientras que el ciclo de vida de las baterías de titanato de litio puede llegar a más de 25000 veces.

Buen rendimiento en amplia resistencia a la temperatura. Generalmente, los vehículos eléctricos tendrán problemas al cargar y descargar a -10 ° C. Las baterías de titanato de litio tienen una buena resistencia a la temperatura y una gran durabilidad. Se pueden cargar y descargar normalmente a -40 ° C a 70 ° C, no importa en el país helado del norte. Aún en el cálido sur, el vehículo no afectará el trabajo debido al “choque” de la batería, eliminando las preocupaciones de los usuarios. .

Es precisamente sobre la base de estas ventajas que las baterías de titanato de litio se han convertido en una “maravilla” deslumbrante en el desarrollo de la tecnología de baterías de iones de litio.