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安全高比特性磷酸铁锂电池储能关键技术及规模化应用

成果类型:: 实用新型专利,新技术

发布时间: 2023-07-07 10:50:32

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 刘淼 | 2023-07-07 10:50:32

瞄准磷酸铁锂储能系统规模化应用这一目标,在国家973计划、自然科学基金等项目支持下, 2015年华中科技大学程时杰院士团队成立先进电工材料与储能研究中心,组建了产学研联合攻关团队,开展理论、技术、产品的研究攻关,历时七年( 2015-2021),取得了系列创新成果,突破了磷酸铁锂储能系统规模化应用的技术瓶颈,促进了大规模锂电储能系统的技术进步,推动了储能产业的高质量发展。

首创了长寿命高比特性磷酸铁锂储能电池体系。率先构建低迂曲度高比特性厚电极模型,攻克多层涂覆制备厚电极的一致性调控难题,解决了带电粒子在厚电极传输中流量受阻和热损耗大的问题;发明了疏水膜保护的金属锂片,解决了负极补锂对苛刻环境(露点-50℃)的依赖,实现安全高效补锂;电芯比能量提升至>200 Wh/kg,循环寿命提升至>11000次,比能量与寿命的双高指标未见同类报道。

“十四五”新型储能发展实施方案》指出新型储能是构建新型电力系统的重要技术和基础装备,是实现双碳目标的重要支撑。锂电储能是发展最迅速的新型储能技术之一,对发展新能源、新型配用电和分布式电源意义重大,截至2021年,累计装机5.14GW(占比90%),预计2035年达600GW,规模过万亿。锂电储能规模化应用是各国争相抢占的技术制高点,国外如特斯拉、三星和LG以三元电池为主要路线,然而系统成本>3.0/Wh,安全事故频发。我国以安全性较好的磷酸铁锂为主,但其比特性(比能量和比功率)和寿命仍难满足规模应用需求,构建长寿命高比特性储能电池,保障储能系统高安全和高协同运行是规模储能领域亟须解决的重大技术难题。

成果完成单位包括华中科技大学;中国电力科学研究院有限公司;;平高集团储能科技有限公司;国网浙江省电力有限公司;江西安驰新能源科技有限公司;中创新航科技股份有限公司

经鉴定“项目成果促进了大规模锂电储能系统的技术进步,推动了储能产业的高质量发展,整体处于国际领先水平”,突破了磷酸铁锂储能系统规模化应用的技术瓶颈。储能产品应用于北京冬奥会、第14届全运会赛场和全国20多个省市,近三年累计投运1.62 GWh,新增销售55.7亿,支撑江苏、河南、西藏等百兆瓦储能电站安全稳定运行。

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