En entrant dans la centrale électrique nationale de démonstration du stockage et de la transmission éoliennes et solaires dans le comté de Zhangbei, vous pouvez voir des rangées d’éoliennes blanches et des panneaux photovoltaïques bleus brillants sur la prairie verte.

Il s’agit du plus grand projet de démonstration de stockage et de transmission éolien-solaire dans mon pays. Il adopte les premières idées et itinéraires techniques de construction de production d’électricité combinée de stockage et de transmission éolien-solaire au monde. Il s’agit d’un nouveau projet de démonstration énergétique complet intégrant l’énergie éolienne, le photovoltaïque, les dispositifs de stockage d’énergie et la transmission d’énergie intelligente. .

Cette centrale peut « stocker » les ressources éoliennes et solaires « difficiles à prévoir, difficiles à contrôler et difficiles à distribuer », et les convertir en énergie électrique verte de haute qualité et fiable pour l’entrée dans le réseau, et peut fonctionner dans les « fluctuations douces » et « l’écrêtement des pics et les vallées de remplissage » Commutation flexible entre les modes. En cas de perte de l’alimentation électrique externe du réseau électrique, la centrale de stockage d’énergie peut maintenir le fonctionnement normal du réseau électrique grâce à la capacité d’auto-démarrage interne.

Le développement de la technologie de stockage d’énergie est l’une des technologies de base clés pour promouvoir la nouvelle génération d’énergie et améliorer la sécurité et la stabilité du réseau électrique. Parmi les différents types de technologies de stockage d’énergie électrochimique, les batteries au titanate de lithium présentent les caractéristiques d’une longue durée de vie et de bonnes performances de sécurité, qui sont bien adaptées aux scénarios d’application du stockage d’énergie sur réseau. Cependant, le coût élevé des batteries au titanate de lithium n’est pas propice aux applications de stockage d’énergie à grande échelle.

À cet égard, le China Electric Power Research Institute s’est uni à un certain nombre d’unités pour former conjointement une équipe de projet « Développement de batteries au titanate de lithium à faible coût pour le stockage d’énergie et le développement et l’application de la technologie d’intégration de système ». Après des années de recherche, l’équipe du projet, basée sur la batterie au titanate de lithium d’origine, a proposé un système de matériau de batterie au titanate de lithium et des principes de reconstruction du processus de production et des solutions techniques pour répondre aux besoins des applications de stockage d’énergie, et a développé un matériau de titanate de lithium de niveau submicronique . La batterie au titanate de lithium pour le stockage d’énergie développée par le projet conserve les caractéristiques intrinsèques d’une longue durée de vie, tandis que le coût est considérablement réduit. Lors des Beijing Science and Technology Awards 2017, le projet a remporté le deuxième prix.

Le prochain débouché des énergies nouvelles

Le stockage d’énergie est considéré comme le prochain débouché pour les nouvelles énergies. En tant que technologie tournée vers l’avenir pour promouvoir le développement de la nouvelle industrie énergétique à l’avenir, l’industrie du stockage d’énergie jouera un rôle énorme dans la nouvelle connexion au réseau énergétique, les nouveaux véhicules énergétiques, les réseaux intelligents, les micro-réseaux, les systèmes énergétiques distribués et l’énergie domestique. systèmes de stockage.

« La raison du développement du stockage d’énergie est que les productions photovoltaïques et éoliennes sont intermittentes et instables. Par conséquent, la coopération des systèmes de stockage d’énergie est nécessaire pour fournir une énergie stable et fiable. Le directeur du Bureau de recherche sur l’ontologie des batteries de stockage d’énergie de l’Institut chinois de recherche sur l’énergie électrique, Yang Kai, a déclaré aux journalistes.

L’utilisation de la technologie de stockage d’énergie à grande échelle peut promouvoir le développement des énergies renouvelables, améliorer la sécurité et la stabilité du réseau électrique, améliorer la qualité de l’alimentation électrique et atténuer efficacement la contradiction entre l’offre et la demande d’électricité.

Les systèmes de stockage d’énergie à grande échelle couvrent tous les aspects de la production, de la transmission, de la distribution et de l’utilisation des systèmes électriques. Son application peut non seulement améliorer les performances des systèmes électriques traditionnels, mais également révolutionner la planification, la conception, l’aménagement, l’exploitation, la gestion et l’utilisation des réseaux électriques. En ce sens, la technologie de stockage d’énergie est un sommet technologique d’importance stratégique nationale, et le développement de la technologie de stockage d’énergie « stocke l’avenir ».

Une « fleur merveilleuse » dans les batteries lithium-ion

Il est entendu que la technologie de stockage d’énergie est principalement divisée en stockage d’énergie mécanique, stockage d’énergie électrochimique, stockage d’énergie électromagnétique et stockage d’énergie à changement de phase. Ces dernières années, la technologie de stockage d’énergie électrochimique représentée par les batteries lithium-ion présente les caractéristiques d’une grande échelle énergétique, d’une sélection d’emplacement flexible et d’une vitesse de réponse rapide, qui répondent aux exigences techniques des systèmes électriques et à la tendance de développement des réseaux intelligents, et a été considéré comme l’axe de recherche par les instituts de recherche de divers pays. Devenez la technologie de stockage d’énergie du système électrique à la croissance la plus rapide. La batterie lithium-ion est une sorte de « batterie de chaise à bascule ». Les électrodes positives et négatives sont composées de deux composés ou substances simples qui peuvent désintercaler le lithium plusieurs fois. Lors de la charge, le matériau de l’électrode positive est délithifié et les ions lithium pénètrent dans l’électrolyte et pénètrent dans le séparateur pour être noyés dans l’électrode négative. L’électrode positive subit une réaction d’oxydation. L’inverse est vrai pendant la décharge.

La technologie des batteries lithium-ion a connu un développement rapide avec la recherche de matériaux d’électrode de batterie. Il s’est maintenant étendu des batteries au lithium-oxyde de cobalt aux systèmes ternaires, au manganate de lithium, au phosphate de fer et au lithium, au titanate de lithium et à d’autres systèmes de batteries coexistants. La nouvelle batterie lithium-ion avec titanate de lithium comme électrode négative dépasse les limites inhérentes au graphite comme électrode négative et offre des performances nettement meilleures que les batteries lithium-ion traditionnelles, ce qui en fait l’une des batteries de stockage d’énergie les plus prometteuses. À cette fin, Yang Kai a présenté aux journalistes quatre avantages majeurs des batteries au titanate de lithium qui peuvent se démarquer :

Bonne sécurité et stabilité. Étant donné que le matériau d’anode en titanate de lithium a un potentiel d’insertion de lithium élevé, la génération et la précipitation de lithium métallique sont évitées pendant le processus de charge. Et parce que son potentiel d’équilibre est supérieur au potentiel de réduction de la plupart des solvants d’électrolyte, il ne réagit pas avec l’électrolyte et ne forme pas de solide – Le film de passivation sur l’interface liquide évite l’apparition de nombreuses réactions secondaires, améliorant ainsi considérablement la sécurité . “Les centrales de stockage d’énergie sont les mêmes que les véhicules électriques, et la sécurité et la stabilité sont les indicateurs les plus importants.” dit Yang Kai.

Excellentes performances de charge rapide. Un temps de charge trop long a toujours été un obstacle difficile à surmonter dans le développement des véhicules électriques. En général, des bus électriques purs à charge lente sont utilisés, et le temps de charge est d’au moins 4 heures, et le temps de charge de nombreuses voitures de tourisme purement électriques peut atteindre 8 heures. La batterie au titanate de lithium peut être complètement chargée en une dizaine de minutes, ce qui constitue un saut qualitatif par rapport aux batteries traditionnelles.

Longue durée de vie. Comparés aux matériaux en graphite couramment utilisés dans les batteries lithium-ion traditionnelles, les matériaux en titanate de lithium se rétractent ou se dilatent à peine dans la structure de la charpente pendant le processus de charge et de décharge du lithium. / Le problème des dommages à la structure de l’électrode causés par la contrainte de volume de la cellule lors de l’intercalation des ions lithium, il a donc d’excellentes performances de cycle. Selon les données expérimentales, la durée de vie moyenne des batteries au lithium fer phosphate ordinaires est de 4000 6000 à 25000 XNUMX fois, tandis que la durée de vie des batteries au titanate de lithium peut atteindre plus de XNUMX XNUMX fois.

Bonne performance dans une large résistance à la température. Généralement, les véhicules électriques auront des problèmes lors de la charge et de la décharge à -10°C. Les batteries au titanate de lithium ont une bonne résistance à la température et une grande durabilité. Ils peuvent être chargés et déchargés normalement à -40°C à 70°C, peu importe dans le pays du Nord gelé, Toujours dans le sud chaud, le véhicule n’affectera pas le travail en raison du “choc” de la batterie, éliminant les soucis des utilisateurs .

C’est précisément sur la base de ces avantages que les batteries au titanate de lithium sont devenues une « merveille » éblouissante dans le développement de la technologie des batteries lithium-ion.