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在全球许多国家和地区,出力具有波动性的风电、太阳能等电源的装机比例已较高(比如德国光伏发电量比例已超过5%,夏季午后的出力峰值比例超过40%),达到电网可承受上限,配置储能以平滑输出是可再生能源发电渗透率进一步提高的必要条件;储能技术路线多样,但以化学储能(尤其是电池储能)为主的技术路线已经逐渐突出重围,显示出成为主流路线的潜力;电动汽车市场的大面积启动对电池需求的拉动将加速其成本的下降;德国、日本等发达国家已开始向储能系统的部署提供补贴,这将加速这一市场的启动,在部分特定商业模式下,储能已逐步具备经济性。 本课题是以国家高技术研究发展计划(863计划)课题:球形针状焦软碳锂离子储能电池系统技术及示范项目作为课题载体,研究开发基于低成本、长寿命软碳负极材料的高性价比锂离子电池储能系统,重点开发软碳材料工业化生产技术,以及基于软碳负极材料的高可靠性、高安全性、长寿命、低成本储能用锂离子电池系统的设计、集成与制造关键技术: 单体电池制备技术本课题在前期材料研究的基础上,分析原材料对电池性能的影响,以锰基材料为正极与球形针状焦软碳负极材料进行匹配,优化正负极材料、电解液和隔膜之间的相容性,确定优化的材料体系。储能用锂离子电池模块开发建立电池模块的结构力学模型,利用大型、专业的Ansys等模拟分析软件,对电池模块进行静态强度分析和动态力学行为分析。建立电池疲劳模型,对电池模块的电、热、力作用下的耦合进行疲劳分析,进而提出优化的、标准化的电池模块设计。应用公差互换、快速拔插等技术,设计模组内电池模块的机械接口、功率接口和信号接口,实现可替换的模组设计。 建立电池模块不同串并数量的可靠稳定性模型,优化模组内的电池模块组合和电池组的组合。重点研究储能系统的快速柔性连接设计、集成线束设计和防漏电绝缘及防水设计等结构稳定、电连接可靠及安全防护等相关技术。储能集装箱的设计主要功能是将锂电池、通讯监控等设备有机的集成到1个标准的单元中,该标准单元拥有自己独立的供电系统、温度控制系统、隔热系统、阻燃系统、火灾报警系统、电气联锁系统、机械联锁系统、安全逃生系统、应急系统、消防系统等自动控制和安全保障系统。