Naglalakad papunta sa National Demonstration Power Station of Wind and Solar Storage and Transmission sa Zhangbei County, makikita mo ang mga hilera ng puting wind turbine at kumikinang na asul na mga photovoltaic panel sa berdeng damuhan.

Ito ang pinakamalaking wind-solar storage at transmission demonstration project sa aking bansa. Pinagtibay nito ang unang wind-solar storage at transmission ng pinagsamang ideya sa pagbuo ng pagbuo ng kuryente at mga teknikal na ruta. Ito ay isang komprehensibong bagong proyekto sa pagpapakita ng enerhiya na nagsasama ng lakas ng hangin, mga photovoltaics, mga kagamitan sa pag-iimbak ng enerhiya at smart power transmission. .

Ang power station na ito ay maaaring “mag-imbak” ng hangin at solar resources na “mahirap hulaan, mahirap kontrolin, at mahirap ipadala”, at i-convert ang mga ito sa de-kalidad at maaasahang berdeng enerhiyang de-kuryente para sa input sa grid, at maaaring gumana. sa “smooth fluctuations” at “peak shaving and filling valleys” Flexible switching between modes. Sa kaso ng pagkawala ng panlabas na power supply mula sa power grid, ang energy storage power station ay maaaring mapanatili ang normal na operasyon ng power grid sa pamamagitan ng internal self-starting na kakayahan.

Ang pagbuo ng teknolohiya sa pag-iimbak ng enerhiya ay isa sa mga pangunahing pangunahing teknolohiya upang isulong ang bagong henerasyon ng enerhiya at pahusayin ang seguridad at katatagan ng power grid. Sa iba’t ibang uri ng mga teknolohiya sa pag-iimbak ng enerhiya ng electrochemical, ang mga baterya ng lithium titanate ay may mga katangian ng mahabang cycle ng buhay at mahusay na pagganap ng kaligtasan, na angkop na angkop sa mga sitwasyon ng aplikasyon ng grid energy storage. Gayunpaman, ang mataas na halaga ng mga baterya ng lithium titanate ay hindi kaaya-aya sa malalaking aplikasyon ng pag-iimbak ng enerhiya.

Kaugnay nito, ang China Electric Power Research Institute ay nakipagkaisa sa ilang mga yunit upang sama-samang bumuo ng isang pangkat ng proyekto na “Pagpapaunlad ng mga murang lithium titanate na baterya para sa pag-iimbak ng enerhiya at pag-unlad at paggamit ng teknolohiya ng pagsasama-sama ng system”. Pagkatapos ng mga taon ng pananaliksik, ang pangkat ng proyekto, batay sa orihinal na baterya ng lithium titanate, ay nagmungkahi ng isang sistema ng materyal ng baterya ng lithium titanate at mga prinsipyo ng pagbabagong-tatag ng proseso ng produksyon at mga teknikal na solusyon upang matugunan ang mga pangangailangan ng mga aplikasyon ng pag-iimbak ng enerhiya, at bumuo ng sub-micron level na Lithium titanate na materyal. . Ang lithium titanate na baterya para sa pag-iimbak ng enerhiya na binuo ng proyekto ay nagpapanatili ng mga intrinsic na katangian ng isang mahabang buhay, habang ang gastos ay lubhang nabawasan. Sa 2017 Beijing Science and Technology Awards, nanalo ang proyekto ng pangalawang premyo.

Ang susunod na labasan para sa bagong enerhiya

Ang pag-iimbak ng enerhiya ay itinuturing na susunod na labasan para sa bagong enerhiya. Bilang isang forward-looking na teknolohiya upang i-promote ang pag-unlad ng bagong industriya ng enerhiya sa hinaharap, ang industriya ng pag-iimbak ng enerhiya ay gaganap ng malaking papel sa bagong koneksyon ng grid ng enerhiya, mga bagong sasakyang pang-enerhiya, mga smart grid, microgrid, distributed energy system, at home energy mga sistema ng imbakan.

“Ang dahilan para sa pagbuo ng imbakan ng enerhiya ay ang photovoltaic at wind power generation ay pasulput-sulpot at hindi matatag. Samakatuwid, ang pakikipagtulungan ng mga sistema ng pag-iimbak ng enerhiya ay kailangan upang magbigay ng matatag at maaasahang kapangyarihan.” Direktor ng Energy Storage Battery Ontology Research Office, China Electric Power Research Institute na si Yang Kai ay nagsabi sa mga mamamahayag.

Ang paggamit ng malakihang teknolohiya sa pag-iimbak ng enerhiya ay maaaring magsulong ng pagbuo ng renewable energy, mapabuti ang kaligtasan at katatagan ng power grid, mapabuti ang kalidad ng power supply, at epektibong maibsan ang kontradiksyon sa pagitan ng power supply at demand.

Ang malalaking sistema ng imbakan ng enerhiya ay tumatakbo sa lahat ng aspeto ng pagbuo, paghahatid, pamamahagi, at paggamit ng power system. Ang application nito ay hindi lamang maaaring mapabuti ang pagganap ng mga tradisyunal na sistema ng kapangyarihan, ngunit din magdala ng rebolusyon sa pagpaplano, disenyo, layout, operasyon at pamamahala at paggamit ng mga power grids. Sa ganitong kahulugan, ang teknolohiya sa pag-iimbak ng enerhiya ay isang teknolohikal na namumuno sa taas na may pambansang estratehikong kahalagahan, at ang pagbuo ng teknolohiya ng pag-iimbak ng enerhiya ay aktwal na “nag-iimbak ng hinaharap.”

Isang “kahanga-hangang bulaklak” sa mga baterya ng lithium-ion

Ito ay nauunawaan na ang teknolohiya ng pag-iimbak ng enerhiya ay pangunahing nahahati sa mekanikal na pag-iimbak ng enerhiya, electrochemical energy storage, electromagnetic energy storage at phase change energy storage. Sa mga nagdaang taon, ang teknolohiya ng pag-iimbak ng enerhiya ng electrochemical na kinakatawan ng mga bateryang lithium-ion ay may mga katangian ng malaking sukat ng enerhiya, nababaluktot na pagpili ng lokasyon, at mabilis na pagtugon sa bilis, na nakakatugon sa mga teknikal na kinakailangan ng mga sistema ng kuryente at ang trend ng pag-unlad ng mga smart grid, at naging itinuturing na pokus ng pananaliksik ng mga institusyong pananaliksik sa iba’t ibang bansa. Maging ang pinakamabilis na lumalagong teknolohiya ng pag-iimbak ng enerhiya ng power system. Ang Lithium-ion na baterya ay isang uri ng “rocking chair battery”. Ang positibo at negatibong mga electrodes ay binubuo ng dalawang compound o simpleng substance na maaaring mag-deintercalate ng lithium nang maraming beses. Kapag nagcha-charge, ang positibong electrode na materyal ay delithified, at ang mga lithium ions ay pumapasok sa electrolyte at tumagos sa separator na ilalagay sa negatibong elektrod. Ang positibong elektrod ay sumasailalim sa isang reaksyon ng oksihenasyon. Ang kabaligtaran ay totoo sa panahon ng paglabas.

Ang teknolohiya ng bateryang Lithium-ion ay nasa isang estado ng mabilis na pag-unlad sa pagsasaliksik ng mga materyales sa elektrod ng baterya. Lumawak na ito mula sa mga baterya ng lithium cobalt oxide hanggang sa mga ternary system, lithium manganate, lithium iron phosphate, lithium titanate at iba pang mga sistema ng baterya na magkakasamang umiiral. Ang bagong lithium-ion na baterya na may lithium titanate bilang negatibong electrode ay lumalampas sa mga likas na limitasyon ng graphite bilang negatibong elektrod, at may makabuluhang mas mahusay na pagganap kaysa sa mga tradisyonal na lithium-ion na baterya, na ginagawa itong isa sa mga pinaka-promising na baterya ng pag-iimbak ng enerhiya. Sa layuning ito, ipinakilala ni Yang Kai sa mga mamamahayag ang apat na pangunahing bentahe ng mga baterya ng lithium titanate na maaaring maging kakaiba:

Magandang kaligtasan at katatagan. Dahil ang materyal ng lithium titanate anode ay may mataas na potensyal na pagpasok ng lithium, ang pagbuo at pag-ulan ng metal na lithium ay maiiwasan sa panahon ng proseso ng pagsingil. At dahil ang equilibrium potential nito ay mas mataas kaysa sa reduction potential ng karamihan sa mga electrolyte solvents, hindi ito tumutugon sa electrolyte at hindi bumubuo ng solid —Ang passivation film sa liquid interface ay umiiwas sa paglitaw ng maraming side reactions, kaya lubos na nagpapabuti sa kaligtasan. . “Ang mga istasyon ng kuryente sa imbakan ng enerhiya ay kapareho ng mga de-koryenteng sasakyan, at ang kaligtasan at katatagan ay ang pinakamahalagang tagapagpahiwatig.” Sabi ni Yang Kai.

Napakahusay na pagganap ng mabilis na pag-charge. Ang napakahabang oras ng pag-charge ay palaging isang balakid na mahirap malampasan sa pagbuo ng mga de-kuryenteng sasakyan. Sa pangkalahatan, ginagamit ang mabagal na pag-charge ng mga purong electric bus, at ang oras ng pag-charge ay hindi bababa sa 4 na oras, at ang oras ng pag-charge ng maraming purong electric pampasaherong sasakyan ay hanggang 8 oras. Ang lithium titanate na baterya ay maaaring ganap na ma-charge sa loob ng humigit-kumulang sampung minuto, na isang husay na paglukso mula sa mga tradisyonal na baterya.

Mahabang ikot ng buhay. Kung ikukumpara sa mga materyal na grapayt na karaniwang ginagamit sa mga tradisyunal na baterya ng lithium-ion, ang mga materyal na lithium titanate ay halos hindi lumiit o lumawak sa istraktura ng balangkas sa panahon ng proseso ng pag-charge at pagdiskarga ng lithium. / Ang problema ng pagkasira ng istruktura ng elektrod na dulot ng strain ng dami ng cell kapag nag-intercalating ng mga lithium ions, kaya napakahusay nitong pagganap ng cycle. Ayon sa pang-eksperimentong data, ang average na cycle ng buhay ng mga ordinaryong lithium iron phosphate na baterya ay 4000-6000 beses, habang ang cycle ng buhay ng mga lithium titanate na baterya ay maaaring umabot ng higit sa 25000 beses.

Magandang pagganap sa malawak na paglaban sa temperatura. Sa pangkalahatan, ang mga de-kuryenteng sasakyan ay magkakaroon ng mga problema kapag nagcha-charge at nagdi-discharge sa -10°C. Ang mga baterya ng Lithium titanate ay may mahusay na malawak na pagtutol sa temperatura at malakas na tibay. Maaari silang ma-charge at ma-discharge nang normal sa -40°C hanggang 70°C, kahit na sa nagyeyelong Hilagang bansa, Sa mainit pa rin sa timog, ang sasakyan ay hindi makakaapekto sa trabaho dahil sa “shock” ng baterya, na inaalis ang mga alalahanin ng mga gumagamit .

Ito ay tiyak na batay sa mga pakinabang na ito na ang mga baterya ng lithium titanate ay naging isang nakasisilaw na “kahanga-hanga” sa pagbuo ng teknolohiya ng baterya ng lithium-ion.