鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)熱-安全管控技術(shù)獲突破
近年來(lái)，鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)因其能量效率高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，已成為智慧能源網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、終端用能電氣化和可再生能源大規(guī)模接入等的有效解決方案。然而，隨著使用時(shí)長(zhǎng)增加，鋰離子電池的理化特性會(huì)發(fā)生非線性變化，宏觀表現(xiàn)為電池一致性發(fā)散、產(chǎn)熱增加、安全邊界演化、微小故障多發(fā)等特征，鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全運(yùn)維因此面臨巨大挑戰(zhàn)。
5月4日，記者從中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所獲悉，該所研究員蔣方明團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一問(wèn)題，依托國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“梯次利用動(dòng)力電池規(guī)?；こ虘?yīng)用關(guān)鍵技術(shù)”課題三“梯次利用動(dòng)力電池電、熱、安全管理技術(shù)”開(kāi)展相關(guān)研究工作。該項(xiàng)目承擔(dān)單位為南方電網(wǎng)科學(xué)研究院，負(fù)責(zé)人為鄭耀東教授級(jí)高工；課題三負(fù)責(zé)人為蔣方明。
項(xiàng)目執(zhí)行期間，蔣方明團(tuán)隊(duì)研發(fā)出三項(xiàng)創(chuàng)新成果：一是研發(fā)了梯次電池及儲(chǔ)能系統(tǒng)多尺度多場(chǎng)耦合仿真平臺(tái)、揭示了梯次利用動(dòng)力電池從電極介孔到宏觀儲(chǔ)能系統(tǒng)尺度的性能演化規(guī)律；二是構(gòu)建了適應(yīng)不同動(dòng)力電池原始散熱設(shè)計(jì)、具備熱值估算動(dòng)態(tài)調(diào)控能力的熱管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，解決了梯次利用過(guò)程電池一致性易發(fā)散難題，研制了國(guó)內(nèi)首臺(tái)液冷式鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)樣機(jī)（100kW/500kWh）；三是提出了“瞬發(fā)性安全故障表征監(jiān)控+漸變性故障演化特征分析”的安全管控體系，實(shí)現(xiàn)了對(duì)梯次電池儲(chǔ)能系統(tǒng)電、熱、安全的有效管控。
據(jù)了解，3月8日，該項(xiàng)目在廣州順利通過(guò)綜合績(jī)效評(píng)價(jià)，專(zhuān)家組為項(xiàng)目執(zhí)行完成情況及成果打出90.2的高分，是目前“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)儲(chǔ)能方向項(xiàng)目中第二個(gè)超過(guò)90分的項(xiàng)目。4月27日，受項(xiàng)目組委托，中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)在線上組織召開(kāi)了“梯次利用動(dòng)力電池規(guī)?；こ虘?yīng)用關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目技術(shù)鑒定會(huì)，邀請(qǐng)中國(guó)工程院院士陳立泉等9位院士專(zhuān)家參與評(píng)審項(xiàng)目創(chuàng)新技術(shù)內(nèi)容。經(jīng)鑒定，評(píng)審專(zhuān)家一致認(rèn)為，經(jīng)過(guò)3年多的科研攻關(guān)，成功攻克了多項(xiàng)難題，項(xiàng)目成果整體達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)水平。
“電能存儲(chǔ)是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵?！笔Y方明表示，鋰離子動(dòng)力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)全生命周期熱-安全管控技術(shù)難題的攻克，將推動(dòng)長(zhǎng)效安全的鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)由應(yīng)用示范走向大規(guī)模推廣，對(duì)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、踐行“可再生能源”+“儲(chǔ)能”的低碳發(fā)展戰(zhàn)略具有重大意義。
據(jù)介紹，截至2021年底，全球已投運(yùn)儲(chǔ)電項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模超200GW，同比增長(zhǎng)9%；新型儲(chǔ)電的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為25.4GW，同比增長(zhǎng)67.7%，其中，鋰離子電池占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位，市場(chǎng)份額超過(guò)90%。