我们可以这样说,包括
锂离子电池在内的几乎所有的储能技术直接影响着全球经济复苏进程。与此同时,全球主要国家和地区都在大力发展实体经济,这其中,谁能在将来的储能市场中占据更多的市场份额,表面上看是由性价比决定,实质则取决于各自技术开发的进展速度,从研发投入和研究力量对比来看,总体来说是花在锂离子电池技术开发上的人力、物力和财力,超过了其他储能技术的总和。这是真锂研究看好锂离子电池的直接原因。
本文主要介绍了锂离子电池几个重要的竞争对手镍镉电池、镍氢电池、铅酸电池和钠硫电池技术及产业发展情况。其中铅酸电池和镍镉电池因污染和毒性问题,不可避免地面临被淘汰的命运,全球最大产地中国已经开始了这个进程。目前,全球领先企业和科研机构几乎都不再开发这两种二次电池技术。而镍氢电池,在HEV 将逐步采用锂离子电池的大趋势下,则在努力寻找新的生存之道,如取代现有的部分铅酸电池市场等。至于钠硫电池,是否有生存价值,还面临着很多问题,如安全性、成本、制造工艺、回收处理、参与者寥寥等等。
不过,对于锂离子电池产业来说,也需要做到知己知彼才行,因此真锂研究才会在本专辑中对其他几种储能技术进行一个较为全面的介绍。通过前面几期的介绍,我们已经知道,目前全球储能技术主要有物理储能(包括抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等)、电磁储能(包括超导储能、超级电容器储能等)和化学储能(包括铅酸电池、
镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池及其他二次锂电池、液流电池、钠硫电池等)等几类。下文主要介绍了化学储能中的镍镉电池、镍氢电池、铅酸电池和钠硫电池。
表2:铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池与锂离子电池主要性能对比
指标 |
铅酸电池 |
镍镉电池 |
镍氢电池 |
锂离子电池 |
标称电压(V) |
2.1 |
1.25 |
1.25 |
3.2~5 |
重量能量密度(Wh/kg) |
30~50 |
40~60 |
65~120 |
120~190 |
体积能量密度(Wh/L) |
60~90 |
100~150 |
150~200 |
200~500 |
自放电率(月) |
4%~5% |
20%~30~ |
30%~35% |
2%~3% |
循环寿命(次) |
200~500 |
500~1000 |
500~1000 |
500~2000 |
记忆效应 |
无 |
有 |
较少 |
无 |
工作温度(℃) |
20~50 |
-20~60 |
-20~60 |
-20~60 |
有害物质 |
铅 |
镉 |
无 |
无 |
安全性 |
良好 |
优秀 |
好 |
优秀 |
充电速度 |
中等 |
较快 |
较快 |
较快 |
电子控制 |
低 |
低 |
低 |
严格 |
成本 |
低 |
较高 |
较高 |
高 |
注:表中的锂离子电池不包括电压平台明显偏低的钛酸锂电池。