Entrando nella centrale elettrica dimostrativa nazionale di accumulo e trasmissione eolica e solare nella contea di Zhangbei, puoi vedere file di turbine eoliche bianche e luccicanti pannelli fotovoltaici blu sul prato verde.

Questo è il più grande progetto dimostrativo di trasmissione e stoccaggio eolico solare nel mio paese. Adotta le prime idee di costruzione e percorsi tecnici combinati per la generazione di energia eolica e solare al mondo. Si tratta di un progetto dimostrativo completo di nuova energia che integra energia eolica, fotovoltaica, dispositivi di accumulo di energia e trasmissione intelligente dell’energia. .

Questa centrale elettrica può “immagazzinare” le risorse eoliche e solari che sono “difficili da prevedere, difficili da controllare e difficili da distribuire” e convertirle in energia elettrica verde affidabile e di alta qualità per l’immissione in rete e può funzionare in “fluttuazioni uniformi” e “picchi di rasatura e riempimento delle valli” Passaggio flessibile tra le modalità. In caso di perdita dell’alimentazione esterna dalla rete elettrica, la centrale elettrica ad accumulo di energia può mantenere il normale funzionamento della rete elettrica attraverso la capacità di autoaccensione interna.

Lo sviluppo della tecnologia di accumulo di energia è una delle tecnologie chiave per promuovere la nuova generazione di energia e migliorare la sicurezza e la stabilità della rete elettrica. Tra i vari tipi di tecnologie di accumulo di energia elettrochimica, le batterie al titanato di litio hanno le caratteristiche di lunga durata del ciclo e buone prestazioni di sicurezza, che ben si adattano agli scenari applicativi dell’accumulo di energia in rete. Tuttavia, l’alto costo delle batterie al litio titanato non favorisce le applicazioni di accumulo di energia su larga scala.

A questo proposito, il China Electric Power Research Institute si è unito a un certo numero di unità per formare congiuntamente un team di progetto “Sviluppo di batterie al titanato di litio a basso costo per l’accumulo di energia e lo sviluppo e l’applicazione della tecnologia di integrazione del sistema”. Dopo anni di ricerca, il team del progetto, basato sulla batteria originale al titanato di litio, ha proposto un sistema di materiali per batterie al titanato di litio e principi di ricostruzione del processo di produzione e soluzioni tecniche per soddisfare le esigenze delle applicazioni di accumulo di energia e ha sviluppato un materiale al titanato di litio a livello sub-micron . La batteria al litio titanato per l’accumulo di energia sviluppata dal progetto mantiene le caratteristiche intrinseche di una lunga durata, mentre il costo è notevolmente ridotto. Ai Beijing Science and Technology Awards 2017, il progetto ha vinto il secondo premio.

Il prossimo sbocco per nuova energia

L’accumulo di energia è considerato il prossimo sbocco per nuova energia. Come tecnologia lungimirante per promuovere lo sviluppo della nuova industria energetica in futuro, l’industria dello stoccaggio dell’energia svolgerà un ruolo enorme nella nuova connessione alla rete energetica, nei nuovi veicoli energetici, nelle reti intelligenti, nelle microreti, nei sistemi energetici distribuiti e nell’energia domestica sistemi di stoccaggio.

“La ragione per lo sviluppo dell’accumulo di energia è che la generazione di energia fotovoltaica ed eolica è intermittente e instabile. Pertanto, è necessaria la cooperazione dei sistemi di accumulo di energia per fornire energia stabile e affidabile”. Yang Kai, direttore dell’ufficio di ricerca sull’ontologia delle batterie di accumulo di energia, China Electric Power Research Institute, ha detto ai giornalisti.

L’uso della tecnologia di accumulo di energia su larga scala può promuovere lo sviluppo di energie rinnovabili, migliorare la sicurezza e la stabilità della rete elettrica, migliorare la qualità dell’alimentazione e alleviare efficacemente la contraddizione tra domanda e offerta di energia.

I sistemi di accumulo di energia su larga scala attraversano tutti gli aspetti della generazione, trasmissione, distribuzione e utilizzo del sistema energetico. La sua applicazione può non solo migliorare le prestazioni dei sistemi energetici tradizionali, ma anche rivoluzionare la pianificazione, la progettazione, il layout, il funzionamento, la gestione e l’uso delle reti elettriche. In questo senso, la tecnologia di accumulo di energia è un’altezza tecnologica di rilievo con un significato strategico nazionale, e lo sviluppo della tecnologia di accumulo di energia è in realtà “immagazzinare il futuro”.

Un “fiore meraviglioso” nelle batterie agli ioni di litio

Resta inteso che la tecnologia di accumulo di energia è principalmente suddivisa in accumulo di energia meccanica, accumulo di energia elettrochimica, accumulo di energia elettromagnetica e accumulo di energia a cambiamento di fase. Negli ultimi anni, la tecnologia di accumulo di energia elettrochimica rappresentata dalle batterie agli ioni di litio ha le caratteristiche di grande scala energetica, selezione flessibile della posizione e velocità di risposta rapida, che soddisfa i requisiti tecnici dei sistemi di alimentazione e il trend di sviluppo delle reti intelligenti, ed è stata considerato il fulcro della ricerca da istituti di ricerca in vari paesi. Diventa la tecnologia di accumulo dell’energia del sistema di alimentazione in più rapida crescita. La batteria agli ioni di litio è una sorta di “batteria per sedia a dondolo”. Gli elettrodi positivo e negativo sono composti da due composti o sostanze semplici che possono deiintercalare il litio più volte. Durante la carica, il materiale dell’elettrodo positivo viene delitificato e gli ioni di litio entrano nell’elettrolita e penetrano nel separatore per essere incorporati nell’elettrodo negativo. L’elettrodo positivo subisce una reazione di ossidazione. È vero il contrario durante la scarica.

La tecnologia delle batterie agli ioni di litio è stata in uno stato di rapido sviluppo con la ricerca dei materiali per gli elettrodi delle batterie. Ora si è espansa dalle batterie al litio-ossido di cobalto ai sistemi ternari, al manganato di litio, al litio ferro fosfato, al titanato di litio e ad altri sistemi di batterie coesistenti. La nuova batteria agli ioni di litio con titanato di litio come elettrodo negativo supera i limiti intrinseci della grafite come elettrodo negativo e ha prestazioni significativamente migliori rispetto alle tradizionali batterie agli ioni di litio, rendendola una delle batterie di accumulo di energia più promettenti. A tal fine, Yang Kai ha presentato ai giornalisti quattro principali vantaggi delle batterie al titanato di litio che possono distinguersi:

Buona sicurezza e stabilità. Poiché il materiale dell’anodo di titanato di litio ha un elevato potenziale di inserimento del litio, la generazione e la precipitazione di litio metallico vengono evitate durante il processo di carica. E poiché il suo potenziale di equilibrio è superiore al potenziale di riduzione della maggior parte dei solventi elettrolitici, non reagisce con l’elettrolita e non forma un solido: il film di passivazione sull’interfaccia liquida evita il verificarsi di molte reazioni collaterali, migliorando notevolmente la sicurezza . “Le centrali elettriche ad accumulo di energia sono le stesse dei veicoli elettrici e la sicurezza e la stabilità sono gli indicatori più importanti”. Yang Kai ha detto.

Eccellenti prestazioni di ricarica rapida. Il tempo di ricarica troppo lungo è sempre stato un ostacolo difficile da superare nello sviluppo dei veicoli elettrici. Generalmente, vengono utilizzati autobus elettrici puri a ricarica lenta e il tempo di ricarica è di almeno 4 ore e il tempo di ricarica di molte autovetture elettriche pure è di 8 ore. La batteria al litio titanato si ricarica completamente in una decina di minuti, un salto di qualità rispetto alle batterie tradizionali.

Ciclo di vita lungo. Rispetto ai materiali in grafite comunemente usati nelle tradizionali batterie agli ioni di litio, i materiali in titanato di litio difficilmente si restringono o si espandono nella struttura della struttura durante il processo di carica e scarica del litio. / Il problema del danno alla struttura dell’elettrodo causato dalla deformazione del volume delle celle durante l’intercalazione degli ioni di litio, quindi ha prestazioni del ciclo molto eccellenti. Secondo i dati sperimentali, la durata media del ciclo delle normali batterie al litio ferro fosfato è di 4000-6000 volte, mentre la durata del ciclo delle batterie al litio titanato può raggiungere più di 25000 volte.

Buone prestazioni in un’ampia resistenza alla temperatura. Generalmente, i veicoli elettrici avranno problemi durante la ricarica e la scarica a -10°C. Le batterie al litio titanato hanno una buona resistenza alla temperatura e una lunga durata. Possono essere caricati e scaricati normalmente da -40 ° C a 70 ° C, indipendentemente dal paese del nord ghiacciato, ancora nel caldo sud, il veicolo non influirà sul lavoro a causa dello “shock” della batteria, eliminando le preoccupazioni degli utenti .

È proprio sulla base di questi vantaggi che le batterie al litio titanato sono diventate una “meraviglia” abbagliante nello sviluppo della tecnologia delle batterie agli ioni di litio.