70KW高功率密度全钒液流电池单体电堆
在众多的储能技术中,全钒液流电池具有本质安全、超长寿命、生命周期100%容量保持等突出优势,是实现大规模高效储能的首选技术之一。全钒液流电池因其安全性高、寿命长、效率高、环境友好等特点,是大规模储能的首选技术之一。电堆是全钒液流电池系统主要核心部件,其功率密度决定了电堆成本。功率密度越高,相同输出功
率条件下,电堆体积越小,成本越低。
近日,研究团队开发出70kW 级高功率密度全钒液流电池单体电堆。该单体电堆体积功率密度由目前的70kW/m^3提高至130kW/m^3,在体积保持不变的条件下,功率由30kW提高至70kW,成本较目前的30kW级电堆降低40%,有望助推全钒液流电池的商业化进程。
为进一步提高电池功率密度和可靠性,研发团队在关键材料、核心部件电堆及系统的关键科学与技术问题开展技术攻关,突破了新一代全钒液流电池核心技术,实现了新一代可焊接膜材料和双极板的批量化制备,新一代可焊接电堆的设计集成和应用示范,技术水平国际领先。研究团队采用自主开发的新一代高选择性可焊接多孔复合膜和可焊接高导电双极板,利用其可焊接特性,开发出短流程、超薄电池结构,并结合低流阻、高均匀分配流道的结构设计,研制出70kW 级电堆。经测试,该电堆在70kW 额定功率充放电条件下的能量效率为81.0%;在60kW 恒功率充放电条件下能量效率为82.1%。此外,该电堆连续稳定运行1200 多个循环后,能量效率衰减率仅为1.7%。使用该电堆,可将一个20 尺的250kW 储能单元模块升级为500kW 储能单元模块,不仅功率单元体积大幅减小,更降低了系统配套设施的成本。该电堆的开发提升了储能系统功率单元的集成度,大幅提升储能系统的经济性和可靠性。
基于该研发团队技术支撑,公司不仅开展一系列5-10kW/20-30kWh、户用侧储能系统和100kWh 分布式储能系统应用测试,还在国内外先后实施了全球最大100MW/400MWh 国家级全钒液流电池储能调峰电站示范项目在内的20余项商业化应用示范项目,并正在积极开展全球商业化应用推广,为全球新型电力系统的建设提供了重要的关键技术支撑。
应用领域
1、新能源消纳:改善间歇式电源接入性能,平抑输出功率波动,改善出力品质,提高间歇式电源的可调度性;
2、电网侧:提高电网对间歇式电源的“兼容性”,丰富调峰、调频手段;
3、户用侧:用户可在电网负荷较小的情况下,利用电池充电,在电网负荷较大的时候,利用电池进行供电,能够
大大降低电网负荷,同时节约电力成本,优化供电可靠性,提高电能质量;
4、工业领域:提高钢铁、水泥、化工等企业的电能质量,作为系统无功补偿稳定电网电压的重要手段,或者谷电
峰用,节约用电成本;
5、微电网领域:为工业园区、岛屿脱网运行提供支撑,建立智能可靠的局域电网;
6、备用电源:大型UPS 电源,做为国防、海岛、重要机房、通讯信号塔等重要负载的备用电源。