中國儲能網訊：近日，28億元資本涌入鉛炭儲能電池賽道。
2月8日，昆工科技發(fā)布公告稱擬實施年產2000萬kVAh新型鉛炭長時儲能電池生產基地項目與陸良縣鉛炭儲能電池用鋁基鉛合金復合材料項目，分別計劃投資24億元和4億元，總計投資28億元。
目前已有昆工科技在內的多家企業(yè)布局鉛炭電池，且大部分已實現產業(yè)化。未來鉛炭電池會在大規(guī)模長時儲能領域占據一席之地嗎？
1、何為鉛炭電池？
鉛炭電池技術最早是澳大利亞聯邦科學及工業(yè)研究組織(CSRIO)的L.T Lam等人首先提出的超級電池的概念，到日本的古河開始研究，到美國開始重視，再到中國的研發(fā)，現在已經有十多年了。
鉛炭電池可理解為鉛酸電池的升級版。鉛炭電池將鉛蓄電池和超級電容器兩者的技術相融合，是一種既有電容特性又有電池特性的雙功能儲能電池，具有超級電容瞬間大容量充電的優(yōu)點，還兼?zhèn)淠芰績?yōu)勢，可快速充放電。
相比鋰電池，安全性是鉛炭電池的一大賣點。
近年來，鋰離子電池儲能電站燃燒爆炸的事故時有發(fā)生，核定原因多為電池“熱失控”，這是由電池特性所決定。鉛炭電池無易燃物，能量密度相對較低，溫升過程時間較長，易被BMS（電池管理系統）監(jiān)控管理，加上無機電解液、阻燃ABS（熱塑性工程塑料）電池殼，不會出現燃燒問題。
鉛炭電池的另一大優(yōu)點就是性價比高，其能量密度可以提升到40~60Wh/kg，功率密度可達300~400W/kg左右，性能已經接近了一部分鋰電池的能力，而且更關鍵的一點，是其成本仍然是0.6~0.8rmb/Wh，低于鋰電池等其它電池，具有很好的價格優(yōu)勢。
另外，相對鉛蓄電池，鉛炭電池充電速度提升了8倍，放電功率也提高了3倍，循環(huán)壽命提高到6倍。
中國工程院院士楊裕生曾撰文稱，鉛炭電池主要是在鉛酸電池負極中加入了特種活性炭（或稱特種多孔炭，這也是鉛炭電池一詞中“炭”的來歷），解決了硫酸鹽化問題（即硫酸鉛結晶顆粒長大而失去充放可逆性），使電池壽命延長了若干倍。再加上原有的安全、廉價、易于再生等優(yōu)點，鉛炭電池理應成為目前大規(guī)模儲能的首選。
鉛炭電池也有其自身的缺點?；钚蕴康募尤?，提升了電池的功率密度，延長了循環(huán)壽命，同時由于活性炭占據了部分電極空間，導致能量密度降低，也可能增加電極析氣量。
而且鉛炭電池負極活性碳材料研發(fā)類型眾多，如何進一步提升性能和做好成本控制，還需再平衡。
2、鉛炭電池主要玩家有哪些？
美國的國際動力公司(Axion)在2006年便已經建立鉛炭電池生產線，2009年便開始批量銷售鉛炭電池。我國鉛酸電池大廠也紛紛進行鉛炭電池的研發(fā)與生產。
由于鉛炭電池本質上是傳統鉛酸電池的升級產品，因此，行業(yè)內目前成規(guī)模的競爭企業(yè)主要為鉛蓄電池行業(yè)的領先者，包括天能股份、超威集團、圣陽股份、南都電源、雙登集團等企業(yè)，所采取的技術路線基本相同，同質化競爭較為明顯。
雙登集團股份有限公司
作為較早進行鉛炭電池研發(fā)的企業(yè)之一，雙登集團在2009年就開始不斷在電池材料、合金配制、板柵結構、原料配比等方面進行研究調整，并研發(fā)出了高循環(huán)壽命的鉛炭儲能電池產品。
其1.2MWh鉛碳電池集裝箱儲能解決標準方案，可以在本地設定儲能系統的運行方式，或者由能量管理系統或電網調度系統遠程調度，在無電地區(qū)或電網停電時可以作為主電源獨立運行，具有10臺以上的并聯動力能力。廣泛應用于大規(guī)?？稍偕茉窗l(fā)電接入與消納，分布式發(fā)電與微電網，電力系統調步調壓、黑啟動，延緩用戶配電系統升級改造，提高供電可靠性與電能質量。
浙江南都電源動力股份有限公司
南都電源稱自己是國內首個推出鉛炭儲能的企業(yè)，在鉛炭電池技術上有超過20年時間積累，其電池在部分荷電態(tài)下循環(huán)性能可以達到6000次以上，適合應用于長時儲能場景。
南都電源在鉛炭電池的應用領域中投入了大量的研發(fā)工作，其研發(fā)的鉛炭電池產品目前已被應用在多個國內儲能示范項目中，如臨安2MWh、浙江鹿西島4MWh微網儲能、珠海萬山海島6MWh等儲能項目段。
山東圣陽電源股份有限公司
2014年6月，圣陽股份與日本古河電池株式會社簽署戰(zhàn)略合作協議，共同研發(fā)具有國際領先水平FCP鉛炭電池產品，擁有深循環(huán)鉛炭電池等關鍵核心技。目前已實現批量化生產，大幅度降低了全壽命期內電池的儲能度電成本。FCP鉛炭電池具有環(huán)保安全、壽命長、度電成本低等優(yōu)質性能。
超威集團
超威集團研究院院長劉孝偉介紹，超威經多年研發(fā)成功的長壽命鉛炭儲能電池技術，正極采用稀土合金技術，吸收了日本、美國先進技術并加以創(chuàng)新，解決了正極軟化問題，目前正極的循環(huán)壽命提升到3000次；負極采用電容碳、超級碳配方材料，制備長壽命鉛炭負極，解決了負極硫化、充電電壓高、析氫量大的難題，過充電量降低了3倍，循環(huán)壽命最高可達到4500次。
天能電池集團股份有限公司
天能股份相關負責人表示，天能鉛炭儲能電池具有高可靠性、長壽命、能量效率高、經濟性好、環(huán)境友好性優(yōu)等特點，可以進行大規(guī)模高比例長時段儲能，獲得2020年中國工業(yè)大獎。
2020年，天能參與建設的10千伏雉城儲能電站，所采用的就是鉛炭電池，這是浙江省首批4個在建的電網側儲能電站項目之一，也是成為全省首座電網側儲能電站，建成兩年來運營平穩(wěn)。
2022年12月，天能股份發(fā)布公告表示與長興太湖能谷科技有限公司（太湖能谷）達成戰(zhàn)略合作意向，并簽署了《儲能項目戰(zhàn)略采購合作協議》。太湖能谷將在未來三年內，向天能股份采購總量不低于30GWh的鉛炭電池電芯，并為天能股份的生產基地投資配套建設不超過3GWh的儲能電站。
吉林電力股份有限公司
在鉛炭電池項目建設上，國家電投旗下的吉電股份動作頻頻。
2022年5月，吉林白城年產20GW鉛炭電池產線開工，項目由國家電投下屬公司吉電能谷（白城）儲能投資有限公司投建?？偼顿Y40億元，一期建設將年生產5GW鉛炭電池，全部建成后將形成年產20GW鉛炭電池的能力。
2022年8月27日，吉電股份超威郎山10MW/97.312MWh儲能項目正式開工建設。該儲能電站由吉電太能（浙江）智慧能源有限公司投資、長興太湖能谷科技有限公司和浙江省長興電氣工程有限公司承建，是吉電股份與超威集團聯手共同打造的鉛炭類首個“百兆瓦時”儲能項目。
3、新型鉛炭長時儲能電池有何不同？
2018年，昆工科技開始著手鉛炭電池的技術研究，并首創(chuàng)新型大容量鉛炭長時儲能電池制備技術及產品。2021年11月，昆工科技成立昆工新能源全資子公司，將主營業(yè)務中鋁基鉛合金復合材料技術應用于鉛炭長時儲能電池領域。
昆工科技相較傳統鉛酸電池龍頭，如天能股份、南都能源等，技術方面另辟蹊徑，根據現有鉛炭電池存在單個電池容量低、循環(huán)壽命短、能量密度低等缺點，利用獨有的鋁基鉛合金板柵制備技術，設計發(fā)明了大容量鉛炭儲能電池制備技術。
該公司使用鋁基鉛合金板柵替代傳統鉛炭電池中的壓鑄鉛合金板柵，較大幅度提升電池容量、能量密度較高、淺充放條件下循環(huán)壽命較長，同時減輕電池整體重量。
其大容量鉛炭長時儲能電池具有以下優(yōu)勢和特點：
1）單體容量大（500Ah/片），組群數量少，便于電池系統管理、監(jiān)測、維護；
2）相較于常規(guī)電池，工藝流程更簡易，節(jié)省了過程中的成本，減少了環(huán)境污染；
3）使用成本低，回收拆解更方便，更安全，殘值更高；
4）充放電接收能力強，100%深度放電后，以2.35V/單體恒壓限流0.15C充電，放電效率98%以上；
5）過充過放性能溫度適應性好，使用的環(huán)境溫度范圍為-40℃~+60℃；
6）自放電極低，靜置7天后剩余容量大于99%，靜置60天后剩余容量大于90%；
7）70%D0D循環(huán)壽命大于4000次；
8）度電成本低于0.5元/KWh。
昆工科技稱，其基于在鉛炭電池關鍵技術取得突破性進展的技術集成，利用鋁基鉛合金復合板柵替代鉛合金板柵，開展電池單元、電池組、電池簇以及電池規(guī)模化關鍵技術的中試驗證，開發(fā)規(guī)?；瘍δ茈姵厣a制備工藝及關鍵設備，逐步形成具備正常生產能力的儲能電池生產線。目前，該公司已生產測試產品并交付第三方檢測機構檢測。
近日，昆工科技發(fā)布公告，該公司擬在銀川高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)投資建設“年產2000萬kVAh新型鉛炭長時儲能電池生產基地項目”，該項目計劃總投資24億；同時擬投資建設陸良縣鉛炭儲能電池用鋁基鉛合金復合材料項目，該項目計劃總投資約4億元，項目總體用地計劃124畝。
目前，鉛炭電池儲能產業(yè)化加速，多個項目已經落地。
中國科學院大連化學物理研究所張華民認為，憑借充電接受能力強、安全可靠、制造成本低等優(yōu)勢，在可再生能源廣泛利用和儲能市場規(guī)模不斷擴大的背景下，鉛炭電池將成為繼鋰離子電池、液流電池之后，儲能電池的又一發(fā)展方向。今后隨著技術的不斷成熟，鉛炭電池在儲能領域將占據越來越大的市場份額。
