中國儲能網訊：5月24日，由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會主辦，200余家機構共同支持的第十一屆中國國際儲能大會在杭州洲際酒店召開。此次大會主題是“堅守儲能安全底線，推動產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展”。來自行業(yè)主管機構、國內外駐華機構、科研單位、電網企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機構等不同領域的718家產業(yè)鏈企業(yè)，1952位嘉賓參加了本屆大會，其中88家企業(yè)展示了儲能產品。
在5月26日下午的“新型儲能技術及應用”專場，中南大學/河南創(chuàng)力新能源科技股份有限公司聯(lián)合實驗室主任、教授唐有根分享了主題報告《鐵鎳電池新技術與特種儲能應用》。經演講人本人授權同意，小編整理了演講速記，并將速記內容分享如下：
唐有根：大家好！今天我的報告題目是《鐵鎳電池新技術與特種儲能應用》。
本次大會的主題是“堅守安全底線”，上午講到儲能的安全，我們看到儲能的安全很大程度上講怎么去管理、怎么去補救，是事后。那么，我們怎么從電池的本征安全出發(fā)，就是建立一個安全的體系，這是非常重要的。所以下午我給大家匯報鐵鎳電池，作為一種水系的新型電池。
我從幾方面來給大家匯報。
鋰電現(xiàn)在是占有主導地位，但是鉛酸電池還是有相當?shù)氖袌?，不過它也存在了很多的問題（圖示），這些問題影響了鉛酸電池的發(fā)展或者說應用。
剛才說到鋰離子電池，它也存在它的一些問題，比如說一致性的問題，安全性的問題，回收再利用的問題。上午講到電池大規(guī)模退役以后如何回收，鐵鋰電池的回收也是非常棘手的。還有鋰離子電池中的電解液，我們說未來固態(tài)電池是一個方向，但是目前液態(tài)電池電解液怎么處理也是非常棘手的。
說到水系，就是堿性電池發(fā)展幾十年了，從鎳鉻、鎳氫到鐵鎳電池體系，它也還存在著技術如何適應市場需要的問題，也需要從工藝的角度來改善。
政策和市場的期待，大家都是比較確定的，我們如何發(fā)展好的電池體系，能夠滿足環(huán)保、可持續(xù)，以及安全、性價比，這是我們面臨的新的問題。
下面，我介紹一下鐵鎳電池。鐵鎳電池不是一個新東西，一百多年以前就有了，1903年愛迪生發(fā)明鐵鎳電池，當時是從鉛酸電池的替代角度來考慮的，也就是說，它已經有悠久的使用歷史。
鐵鎳電池是一種堿性蓄電池，負極活性物質鐵粉，正極活性物質為氫氧化鎳，它有比較高的容量。說到鐵鎳電池的特點：第一，電池機械強度高，抗物理濫用。第二，電池循環(huán)壽命長。第三，可長時間放電態(tài)擱置，經久耐用。大家看這張圖片，80多年的電池擱置，又可以使用，就是說可以迅速恢復。第四，耐過充過放等電化學濫用。第五，環(huán)保。它沒有污染的成分，對環(huán)境無影響。
同樣，鐵鎳電池也存在問題：第一，充電時或充電態(tài)擱置時負極析氫。第二，負極中間產物溶解度小，易鈍化。傳統(tǒng)的鐵鎳電池里，它的工藝比較繁瑣，特別是電池制造過程中的粉塵污染比較大。針對這些問題，如何改善？要從技術上、工藝上做一些改進，就是做創(chuàng)新的工作。
第一，正極改進方法。這是從工藝的角度，就是鋼網包覆技術。剛才說了鐵鎳電池容易掉粉，這樣它的容量保持率比較差，通過這樣的包覆技術可以使它的結構比較穩(wěn)定，能夠保持它較強的循環(huán)壽命，這是有專利技術的。二是鈷包覆方式。通過這個工藝技術的改進，可以提高鎳克容量，減少電極的膨脹。
（圖示）這是袋式鐵鎳正極和新型鐵鎳正極的對比圖。新型鐵鎳正極與袋式鐵鎳整機相比，極片更薄、結構更穩(wěn)定、充放電倍率大大提高。另外，可以根據(jù)使用要求做成大尺寸、大容量極片，可以減少系統(tǒng)的體積。
第二，負極改進方法。包括結構上的改進，以及材料的改進，負極里通過納米化的鐵粉包覆碳技術，可以使電極的穩(wěn)定性大幅提高。同時，配方也進行改進以后，效率能夠從88%提高到95%，也就是說整個電池的效率可以到90%以上。通過配方的改進，也可以減小鐵電極的鈍化和析氫現(xiàn)象。
我們采用了三維極板技術，從正極和負極都可以改進，這個技術起到一個鑲嵌包覆的作用，解決了粉塵污染問題，增加了活性物質的包覆強度，具有安全環(huán)保、超高容量、壽命長、價格低的特點，容量可以提高到70Wh/kg，壽命可以達到20年。
（圖示）這是三維帶，對活性物質有包嵌的作用，效果非常明顯。
第三，群組裝配改進方法。用類似彈簧板，使電池固定，改善它的循環(huán)系統(tǒng)，也有一些相應的專利技術。同時，還有外側防膨脹的改進技術，防止電池鼓脹。
第四，自動補水改進方法。在之前鐵鎳電池很難自動補水，相對要維護，這是我們的技術，就是自動補水，相當于是免維護的功能，可以使電池性能穩(wěn)定，延長它的使命壽命，這也是我們一個獨特的技術。
第五，鐵鎳電池重塑技術。通過以上的一系列技術創(chuàng)新，對鐵鎳電池有一個重塑的作用，通過一系列的改進，鐵鎳電池的性能有了大的提升，解決了鐵鎳電池快速充放電問題、補液問題、比功率、比能量問題等等，就構成了新型的鐵鎳電池。
那么，鐵鎳電池在儲能上有哪些應用？第一，儲能領域，特別是大規(guī)模儲能和特種儲能。第二，電動叉車等專用車、農用車、工程車等領域。第三，短途客貨輪船等水域領域。還有鐵路、旅游觀光等等領域，都有所應用。
從把鐵鎳電池用到叉車上來看，安全不起火、可快充、耐高低溫、環(huán)保，工作效率同等工況比傳統(tǒng)鉛酸電池提升效率20%，同時使用成本比較低。
鐵鎳電池具備這樣的優(yōu)勢：環(huán)保，安全可濫用，也具備一定的充電速度。溫度范圍寬，特別是智能化的維護，高可靠性。
（圖示）這是我們的幾個產品，像美國有些公司也在開發(fā)這樣的產品應用。另外，鐵鎳電池在家庭儲能方面也有它比較好的市場。
鐵鎳電池特種儲能涵蓋這樣一些相對比較特定的場景，像海島、軍用的設施、敏感的地方。大家看到在高安全領域，我們的電池從500Ah到1500Ah，可以有大的應用。未來在儲備用電、通信基站、電網、發(fā)電廠、調頻調壓、削峰填谷等都有非常大的應用場景。
總結：與現(xiàn)有電池體系相比，鐵鎳電池是集環(huán)保、安全、長壽命、資源可再生、高性價比為一體的堿性蓄電池。第二，針對鐵鎳電池現(xiàn)存的問題提出了多種創(chuàng)新技術進行改善，不斷推進電池性能優(yōu)化。第三，鐵鎳電池在大規(guī)模儲能電站，要求高安全性儲能和動力應用的領域，鐵鎳電池有非常大的潛力和價值。第四，鐵鎳電池性能的大大提升，使得全面替換鉛酸電池成為可能。
以上是我的介紹，謝謝大家！
