大型储能电池
大型储能电池
在本文的开篇我们已经提及到新能源如风能，太阳能的发展需有大型储能电池的支持。就目前来看，成熟的大型储能电池的技术还在发展过程中。现有的充电电池如用作大型储能都存在这样那样的问题， 比如铅酸电池有比能量，循环寿命和环保的问题；镍氢电池有成本，比能量，循环寿命等问题，锂电池也存在成本和产量问题。
如果现在就选择一种充电电池用作大型储能，铅酸电池勉强算得上。其实铅酸电池已经历了近150年的发展历程了，现在广泛的应用在交通、通信、电力、军事各个领域。它是法国人普兰特（g.plante）于1859年发明的，其电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液。荷电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；放电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。
这是我们常见的铅酸电池
铅酸电池自发明后，在化学电源中一直占有绝对优势。这是因为其价格低廉、原材料易于获得，使用上有充分的可靠性，适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点。但铅酸电池有两个主要缺点：①充电末期水会分解为氢，氧气体析出，需经常加酸、加水，维护工作繁重；②气体溢出时携带酸雾，腐蚀周围设备，并污染环境，限制了电池的应用。 所以近二十年来，为了解决以上的两个问题，世界各国竞相开发密封铅酸电池（即vrla），希望实现电池的密封，获得干净的绿色能源。1996年以后vrla电池基本取代传统的富液开放式电池，得到了广大用户的认可。但很遗憾，直至今日所谓vrla电池并不能100％的保证密封。
随着镍镉电池，镍氢电池和锂电池发展与大量应用，以及民众对环保的逐渐重视，铅酸电池在各个领域有逐步被淘汰的趋势。在大型储能领域，很明显锰酸锂电池特别是锂铁电池潜力巨大。假以时日，解决了成本问题的锰酸锂电池和锂铁电池必将获得广泛的应用。
最后简单介绍一下有潜力大型储能技术。
1. 钒电池。钒电池全称为全钒氧化还原液流电池(vanadium redox battery，缩写为vrb)，它用不同价态的钒离子溶液分别作为正负极活性物质，通过外接泵把溶液从储液槽压入电池堆体内完成电化学反应，反应后溶液又回到储 液槽，活性物质不断循环流动，由此完成充放电。目前钒电池存在的技术问题主要有两个，第一，钒电池正极液中的五价钒在静置或温度高于45摄氏度的情况下易析出五氧化二钒沉淀。第二，石墨极板要被正极液刻蚀。如果操作不当，一次充电就能让石墨板完全刻蚀，电堆只能报废。另外，钒电池目前成本过高。
2.磁悬浮飞轮储能。飞轮技术就是机械能和电能的相互转化来充放电。它是以高速旋转的飞轮铁芯作为机械能量储存的介质，利用电动/发电机和能量转换控制系统来控制能量的输入和输出。为了减少运转时的损耗，提高转速和储能装置的效率，飞轮储能装置轴承的设计一般都使用非接触式的磁悬浮轴承技术，而且将电机和飞轮都密封在一个真空容器内减少风阻。
3. 超导储能。它把能量储存于超导线圈的磁场中，通过电磁相互转换实现储能装置的充电和放电。由于在超导状态下线圈没有电阻，因此超导储能的能量损耗非常小。但是超导是在超低温的条件下实现的，而持续维持超低温的花费巨大。所以这项技术要等到高温超导材料的成熟才能广泛应用。
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如果现在就选择一种充电电池用作大型储能，铅酸电池勉强算得上。其实铅酸电池已经历了近150年的发展历程了，现在广泛的应用在交通、通信、电力、军事各个领域。它是法国人普兰特（g.plante）于1859年发明的，其电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液。荷电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；放电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。
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随着镍镉电池，镍氢电池和锂电池发展与大量应用，以及民众对环保的逐渐重视，铅酸电池在各个领域有逐步被淘汰的趋势。在大型储能领域，很明显锰酸锂电池特别是锂铁电池潜力巨大。假以时日，解决了成本问题的锰酸锂电池和锂铁电池必将获得广泛的应用。
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1. 钒电池。钒电池全称为全钒氧化还原液流电池(vanadium redox battery，缩写为vrb)，它用不同价态的钒离子溶液分别作为正负极活性物质，通过外接泵把溶液从储液槽压入电池堆体内完成电化学反应，反应后溶液又回到储 液槽，活性物质不断循环流动，由此完成充放电。目前钒电池存在的技术问题主要有两个，第一，钒电池正极液中的五价钒在静置或温度高于45摄氏度的情况下易析出五氧化二钒沉淀。第二，石墨极板要被正极液刻蚀。如果操作不当，一次充电就能让石墨板完全刻蚀，电堆只能报废。另外，钒电池目前成本过高。
2.磁悬浮飞轮储能。飞轮技术就是机械能和电能的相互转化来充放电。它是以高速旋转的飞轮铁芯作为机械能量储存的介质，利用电动/发电机和能量转换控制系统来控制能量的输入和输出。为了减少运转时的损耗，提高转速和储能装置的效率，飞轮储能装置轴承的设计一般都使用非接触式的磁悬浮轴承技术，而且将电机和飞轮都密封在一个真空容器内减少风阻。
3. 超导储能。它把能量储存于超导线圈的磁场中，通过电磁相互转换实现储能装置的充电和放电。由于在超导状态下线圈没有电阻，因此超导储能的能量损耗非常小。但是超导是在超低温的条件下实现的，而持续维持超低温的花费巨大。所以这项技术要等到高温超导材料的成熟才能广泛应用。
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