第 卷第 年 期 发电技术 电力建设 月 铅炭电池的性能及其在电力储能中的应用 廖强强，邱琳，楼晓东，刘宇，张世翔，华诚，黄华，周国定， 葛红花 上海电力学院， 上海市 国网上海市电力公司， 上海市 中国科学院上海硅酸盐研究所， 上海市 摘 要?铅炭电池是在铅酸电池的负极以不同方式加入具有双电层电容特性的炭，将铅酸电池的比能量优势和超级电 容器大容量充放电的优点融合在一起的新型电池 铅炭电池具有高倍率充放电浅充放状态下循环寿命长等优势，而 这一优势正好与通过储能来平滑可再生能源输出电网调频的功率需求相吻合 铅炭电池成本为 美元 ?，是目前相对经济可行的电力储能技术路线之一 铅炭电池储能系统在光伏输出功率平滑和削峰填谷风电 输出功率平滑电网调频示范项目中的成功应用，说明铅炭电池在电力储能方面具有很好的应用前景 关键词?铅炭电池?电力储能?可再生能源?储能电池? 循环寿命 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ? ， ， ?， ， ? ? 中图分类号? 文献标志码? 文章编号? ? ? 美元 可行的储能技术路线之一 国外对于铅炭电池的研发及应用极为重视 年，美国总统奥巴马对外界宣布的 亿美元支 持 个项目发展下一代电池和电动车研制与生 ??等优势，是目前相对实际 引 言 储能电池技术是制约智能电网储能产业发展的 关键技术之一［ ］ 光伏储能风电储能和电网调频 调峰等储能领域，要求电池具有功率密度大，循环寿 命长和价格较低等特点 在各种储能电池中， 铅炭电 产，包含 万美元支持铅炭电池的项目，其中? ］ 池具有能快速充放电浅充放循环寿命长［ 成本低 万美元用于支持 研究铅 和 炭电极技术生产高级铅 基金项目?上海市科委项目? ??上海市教委科研创新项目? ??上海市联盟计划 ??上海市浦东新区 酸电池? 万美元用于支持 ， ?东宾制造有限公司? 生产超 科技发展基金配套项目? ? 发电技术 电力建设 年 月 级电池 超级电池的智能电网示范项目， 使用了 的超级电池单体，用以满足公司的电力需 日本古河电池公司在清水公司建立了 个 个 求?在北九州建立了 统， 使用了 目标是负载均衡 个 的智能电网示范系 个 的超级电池单体， 解放军防化研究院是国内研究铅 ］ 炭电池较早的机构之一［，与浙江南都电源开展产 学研合作，南都电源在国内建立了一些铅炭电池储能 示范项目，如东福山岛 风光储微网系统新 级储能项目浙江 疆吐鲁番新能源城市微电网 鹿西岛 新能源微网储能项目珠海万山海岛 新能源微电网示范项目 目前南都应用在 图 超级电池结构示意图 储能市场的铅炭电池售价为 元 ? 本文通过比较普通铅酸电池与铅炭电池的性能 差异，阐明铅炭电池在电力储能方面的优势， 并介绍 其在电力储能中的应用案例 铅炭电池的性能 普通铅酸电池的正极活性材料是氧化铅 ?，负极活性材料是铅? 为了改进传统铅 酸电池的循环寿命短充放电功率小等缺点， 在铅酸 电池的负极加入具有双电层电容特性的炭， 将铅酸电 池和超级电容器的优势融合在一起，既发挥了超级电 容器大容量充放电的优点，也发挥了铅酸电池的比能 图 高级铅酸电池结构示意图 铅炭电池与铅酸电池的技术指标如表所示 由表可看出，与铅酸电池相比，虽然铅炭电池的比 能量没有差异，但是比功率却有大幅的提升， 而且在 量优势，这就是正在兴起的一种炭增强铅酸电池，又 称为铅炭电池［ ］ 在铅酸电池中加入活性炭主要 放电深度? ， ?较小的情况下循 有 种方式，一种是负极材料分别由铅和活性炭单独 环寿命也有显著的提高?在大电流浅充浅放? ?条件下铅炭电池具有长达万次的循环寿命， 而这一优势正好与通过储能来平滑可再生能源输出 电网调频的功率需求相吻合 制作，然后通过并联形成负极，称为内并模式?另 一种是把活性炭混合到负极材料 中制作成负极， 称为内混模式［ ］ 前