蓄电池分类与其性能详解
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5
先进铅酸蓄电池主要优点
与传统电池相比，先进铅酸蓄电池性能将有更大的突破：
60 35
600
2000
95
800
新技术 双极性铅酸蓄电池 双极耳卷绕式电池 陶瓷隔膜电池 泡沫石墨铅蓄电池 超级电池 铅炭电池
主要特征 减少用铅量50%、寿命延长、容量提高 超高倍率放电、能量密度高、高低温性能好 隔膜材料突破，循环寿命长、充放电效率高 板栅材料新突破，泡沫石墨代替铅板栅，用铅量减少70% 电池与超级电容内并，兼顾容量和功率特性 负极材料新突破，用炭代替部分铅，循环寿命延长、可快 速充电、重量轻、无硫酸盐化
300
－10～35
安全性
高
高
高
中
中
低
低
低
能量转换效率（%）
80
85
90
80
85
90
85
70
低温性能
差
中
优
中
优
差
差
差
高温性能
差
好
好
差
中
中
好
差
成本（￥/Wh)
0.6
0.8
1
3
4
3
6
10
维护费用
中
低
低
低
低
中
高
中
原材料资源
资源丰富
资源中
资源中
资源中 资源丰富 资源丰富
资源循环回收利用率（%）
95%
10%
10%
南都研究院 顾杏根
2012.12.12 深圳
1
提纲
改型铅酸电池 铅炭电池原理与特点 铅炭电池储能系统 南都铅炭储能技术与应用案例
2
不同储能技术的经济性对比
电池名称
普通铅酸电池 钠硫电池 锂电池 钒液流电池 抽水蓄能 压缩空气 超导
循环次数 800 2500 2000
13000
30000 100000
2011
Lead Lithium Nickel
Total: 405 GWh
2016
Lead Lithium Nickel
Total: 552 GWh
Percentage
应用于储能的铅酸、锂电和镍镉电池对比 Pb, Li and Ni batteries for energy storage
100% 80%
电池价格 （元/KW）
总固定投资 （元/KW）
寿命期内投资 （元/KW）
收益/投资
1000
4000
6040
1.24
4200
7200
10375
0.72
4000
7000
10104
0.74
4200
7200
100375
0.72
3500
5983
2.51
4000
6000
1.25
5100
8000
0.93
经济性
好 差 差 差 好 好 差
1000
4000
6040
1.24
1000
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约1.6
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4300
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约 2.0
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10375
0.72
4000
7000
10104
0.74
4200
7200
100375
0.72
3500
5983
2.51
4000
6000
1.25
5100
8000
0.93
经济性
好 好 很好 差 差 差 好 好 差
90.6% 82.8%
2011 2016
60%
40%
20%
15.0%
7.9%
1.5% 2.4%
0%
Lead 铅酸
Lithium 锂电
Nickel 镍镉
**Source: John Craig, BCI, State of the Industry, 124 BCI Convention, Phoenix, AZ (USA), 2012
2、改性铅酸指采用冲压、拉网、卷绕等新技术的新型阀控电池
3、先进铅酸指目前国际先进铅酸蓄电池联合体（ALABC）重点研制的采用铅炭、双极性、泡沫炭等新技术的下一代铅酸电池
超级电容 器
5 1000 50000
1 －40～65
中 95 优 中 8 中 资源丰富 10% 低 中 较少 50000F 难
8
化学储能技术的市场预测
资料来源：中国电科院新能源研究所
根据经验，容量电价取500元/(KW*年)，使用寿命按15年计算，寿命期内收益=容量电价*运行年限 寿命期内投资=初始总投资+运行维护成本
7
铅酸蓄电池与同类产品的比较
性能指标
铅酸电池
镉镍电池 镍氢电池
传统铅酸 改性铅酸 先进铅酸
锂离子电 池
钠硫电池
钒液流电 池
比能量（Wh/Kg)
铅酸储能技术在当前以及未来仍将占据绝对的市场份额
9
提纲
微网储能的机遇与挑战 铅炭电池原理与特点 铅炭电池储能系统 南都铅炭储能技术与应用案例
• 环保问题 • 落后技术 • 循环寿命短 • 比能量低
4
铅酸电池技术的不断发展
铅酸电池工作模式随市场需求发展不断变化
启动 电池
动力 电池
后备 电池
超级电池
市场 规模
市场 规模
充电状态
市场 规模
新型铅酸市场
新兴市场要求铅酸电池在PSOC模式下工作，荷电态在20%-80%范围内以确 保该应用场景下的功率输出及良好的充电接受能力。
35
45
60
40
70
120
160
20
比功率（W/Kg）
95
300
600
170
225
750
124
166
循环寿命（次）
500
1000
2000
400
500
2000
2000
13000ห้องสมุดไป่ตู้
工作电压（V）
2
2
2
1.2
1.2
3.2
2
1.2
使用温度范围
－20～45 －40～55 －40～75 －40～70 －20～60 －20～60
资料来源：中国电科院新能源研究所
根据经验，容量电价取500元/(KW*年)，使用寿命按15年计算，寿命期内收益=容量电价*运行年限 寿命期内投资=初始总投资+运行维护成本
3
铅酸蓄电池主要优缺点
综合各类电池性能，铅酸蓄电池具有以下突出优点： • 安全性高，可靠性好； • 单体容量大（最大可达到10000Ah），适用温度泛围宽（－40～ 55），高低温性能好，使其广泛适用于通信、动力、储能等领域； •成本低，性价比高 •原材料资源丰富，可回收利用率高（95%），远高于其他电池 • 技术成熟，已拥有100多年的发展历史 • 成组性好，使用、维护简便，运行成本低。 缺点:
6
不同储能技术的经济性对比
电池名称
普通铅酸电池 改性铅酸电池 高能超级电池 钠硫电池 锂电池 钒液流电池 抽水蓄能 压缩空气 超导
循环次数 800 1500 2500 2500 2000
13000
30000 100000
电池价格 （元/KW）
总固定投资 （元/KW）
寿命期内投资 （元/KW）
收益/投资
10%
10%
50%
环境污染
铅、酸污染
镉污染
低
低
低
碱污染
技术成熟度
高
高
中
高
高
中
低
低
应用领域
广泛
广泛
广泛
一般
一般
广泛
较少
较少
单体容量范围（Ah）
3000
1000
1000
500
200
300
700
10000
成组难度
容易
容易
容易
中
中
难
难
中
备注：1、传统铅酸指现有绝大部分厂家采用的传统浇注方式生产的AGM或胶体阀控密封铅酸蓄电池；
先进铅酸蓄电池主要优点
与传统电池相比，先进铅酸蓄电池性能将有更大的突破：
60 35
600
2000
95
800
新技术 双极性铅酸蓄电池 双极耳卷绕式电池 陶瓷隔膜电池 泡沫石墨铅蓄电池 超级电池 铅炭电池
主要特征 减少用铅量50%、寿命延长、容量提高 超高倍率放电、能量密度高、高低温性能好 隔膜材料突破，循环寿命长、充放电效率高 板栅材料新突破，泡沫石墨代替铅板栅，用铅量减少70% 电池与超级电容内并，兼顾容量和功率特性 负极材料新突破，用炭代替部分铅，循环寿命延长、可快 速充电、重量轻、无硫酸盐化
300
－10～35
安全性
高
高
高
中
中
低
低
低
能量转换效率（%）
80
85
90
80
85
90
85
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低温性能
差
中
优
中
优
差
差
差
高温性能
差
好
好
差
中
中
好
差
成本（￥/Wh)
0.6
0.8
1
3
4
3
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10
维护费用
中
低
低
低
低
中
高
中
原材料资源
资源丰富
资源中
资源中
资源中 资源丰富 资源丰富
资源循环回收利用率（%）
95%
10%
10%
南都研究院 顾杏根
2012.12.12 深圳
1
提纲
改型铅酸电池 铅炭电池原理与特点 铅炭电池储能系统 南都铅炭储能技术与应用案例
2
不同储能技术的经济性对比
电池名称
普通铅酸电池 钠硫电池 锂电池 钒液流电池 抽水蓄能 压缩空气 超导
循环次数 800 2500 2000
13000
30000 100000
2011
Lead Lithium Nickel
Total: 405 GWh
2016
Lead Lithium Nickel
Total: 552 GWh
Percentage
应用于储能的铅酸、锂电和镍镉电池对比 Pb, Li and Ni batteries for energy storage
100% 80%
电池价格 （元/KW）
总固定投资 （元/KW）
寿命期内投资 （元/KW）
收益/投资
1000
4000
6040
1.24
4200
7200
10375
0.72
4000
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10104
0.74
4200
7200
100375
0.72
3500
5983
2.51
4000
6000
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0.93
经济性
好 差 差 差 好 好 差
1000
4000
6040
1.24
1000
4000
-
约1.6
1300
4300
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约 2.0
4200
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10375
0.72
4000
7000
10104
0.74
4200
7200
100375
0.72
3500
5983
2.51
4000
6000
1.25
5100
8000
0.93
经济性
好 好 很好 差 差 差 好 好 差
90.6% 82.8%
2011 2016
60%
40%
20%
15.0%
7.9%
1.5% 2.4%
0%
Lead 铅酸
Lithium 锂电
Nickel 镍镉
**Source: John Craig, BCI, State of the Industry, 124 BCI Convention, Phoenix, AZ (USA), 2012
2、改性铅酸指采用冲压、拉网、卷绕等新技术的新型阀控电池
3、先进铅酸指目前国际先进铅酸蓄电池联合体（ALABC）重点研制的采用铅炭、双极性、泡沫炭等新技术的下一代铅酸电池
超级电容 器
5 1000 50000
1 －40～65
中 95 优 中 8 中 资源丰富 10% 低 中 较少 50000F 难
8
化学储能技术的市场预测
资料来源：中国电科院新能源研究所
根据经验，容量电价取500元/(KW*年)，使用寿命按15年计算，寿命期内收益=容量电价*运行年限 寿命期内投资=初始总投资+运行维护成本
7
铅酸蓄电池与同类产品的比较
性能指标
铅酸电池
镉镍电池 镍氢电池
传统铅酸 改性铅酸 先进铅酸
锂离子电 池
钠硫电池
钒液流电 池
比能量（Wh/Kg)
铅酸储能技术在当前以及未来仍将占据绝对的市场份额
9
提纲
微网储能的机遇与挑战 铅炭电池原理与特点 铅炭电池储能系统 南都铅炭储能技术与应用案例
• 环保问题 • 落后技术 • 循环寿命短 • 比能量低
4
铅酸电池技术的不断发展
铅酸电池工作模式随市场需求发展不断变化
启动 电池
动力 电池
后备 电池
超级电池
市场 规模
市场 规模
充电状态
市场 规模
新型铅酸市场
新兴市场要求铅酸电池在PSOC模式下工作，荷电态在20%-80%范围内以确 保该应用场景下的功率输出及良好的充电接受能力。
35
45
60
40
70
120
160
20
比功率（W/Kg）
95
300
600
170
225
750
124
166
循环寿命（次）
500
1000
2000
400
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2000
2000
13000ห้องสมุดไป่ตู้
工作电压（V）
2
2
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1.2
1.2
3.2
2
1.2
使用温度范围
－20～45 －40～55 －40～75 －40～70 －20～60 －20～60
资料来源：中国电科院新能源研究所
根据经验，容量电价取500元/(KW*年)，使用寿命按15年计算，寿命期内收益=容量电价*运行年限 寿命期内投资=初始总投资+运行维护成本
3
铅酸蓄电池主要优缺点
综合各类电池性能，铅酸蓄电池具有以下突出优点： • 安全性高，可靠性好； • 单体容量大（最大可达到10000Ah），适用温度泛围宽（－40～ 55），高低温性能好，使其广泛适用于通信、动力、储能等领域； •成本低，性价比高 •原材料资源丰富，可回收利用率高（95%），远高于其他电池 • 技术成熟，已拥有100多年的发展历史 • 成组性好，使用、维护简便，运行成本低。 缺点:
6
不同储能技术的经济性对比
电池名称
普通铅酸电池 改性铅酸电池 高能超级电池 钠硫电池 锂电池 钒液流电池 抽水蓄能 压缩空气 超导
循环次数 800 1500 2500 2500 2000
13000
30000 100000
电池价格 （元/KW）
总固定投资 （元/KW）
寿命期内投资 （元/KW）
收益/投资
10%
10%
50%
环境污染
铅、酸污染
镉污染
低
低
低
碱污染
技术成熟度
高
高
中
高
高
中
低
低
应用领域
广泛
广泛
广泛
一般
一般
广泛
较少
较少
单体容量范围（Ah）
3000
1000
1000
500
200
300
700
10000
成组难度
容易
容易
容易
中
中
难
难
中
备注：1、传统铅酸指现有绝大部分厂家采用的传统浇注方式生产的AGM或胶体阀控密封铅酸蓄电池；